Исследование влияния гибридного наполнителя на тензочувствительность нанокомпозиционного материала

Автор: Семенуха О.В., Воронина С.Ю., Фесик С.А.

Журнал: Сибирский аэрокосмический журнал @vestnik-sibsau

Рубрика: Технологические процессы и материалы

Статья в выпуске: 2 т.25, 2024 года.

Бесплатный доступ

Рефлектор космического аппарата находится в процессе эксплуатации в раскрытом и сложенном положении, поэтому актуальной задачей является разработка тензодатчиков, определяющих положение рефлектора. В работе представлено исследование влияния гибридного наполнителя на величину коэффициента тензорезистивности гибкого тензорезистивного элемента из нанокомпозиционного материала и описан технологический процесс его изготовления методом вакуумной инфузии. В качестве гибридного наполнителя был использован состав, содержащий электропроводящий компонент (углеродные нанотрубки) и твердый компонент (карбид кремния), способствующий равномерному распределению наполнителя в полимерной матрице. С помощью ротационного реометра установлено содержание углеродных нанотрубок (УНТ), при котором достигается предельный уровень вязкости для пропитки связующим стекловолокна. Особенности распределения наполнителя в нанокомпозиционном материале исследовали сканирующим электронным микроскопом в Красноярском региональном центре коллективного пользования ФИЦ КНЦ СО РАН. В ходе работы определено влияние содержания гибридного наполнителя на тензорезистивные свойства нанокомпозиционного материала. Максимальные значения коэффициента тензорезистивности наблюдались на начальном этапе исследования (растяжение 0,05 %) - при растяжении на 0,1 мм при общей длине 200 мм у образцов нанокомпозиционного материала с гибридным наполнителем SiC 1, 5 и 10 % - и составляли 38, 40 и 40. Коэффициент тензорезистивности образцов нанокомпозиционного материала с содержанием гибридного наполнителя SiC 1, 5 и 10 % при максимальном растяжении (1 %) составляет около 19, 21 и 22 соответственно.

Еще

Полимерный композиционный материал (пкм), тензорезистивный датчик, нанокомпозиционный материал, мониторинг состояния трансформируемых конструкций, углеродные нанотрубки, углеродный волокнистый наполнитель

Короткий адрес: https://sciup.org/148329069

IDR: 148329069   |   DOI: 10.31772/2712-8970-2024-25-2-256-263

Список литературы Исследование влияния гибридного наполнителя на тензочувствительность нанокомпозиционного материала

  • Ханин М. В., Зайцев Г. П. Изнашивание и разрушение полимерных композиционных материалов. М.: Химия, 1990. 256 c.
  • Хошев А. В. Тензорезистивные плёнки и их применение в датчиках давления // Современная техника и технологии. 2014. № 10. С. 59–65.
  • Баженов С. Л. Механика и технология композиционных материалов. М.: Интеллект, 2014. 328 c.
  • Батаев А. А., Батаев В. А. Композиционные материалы. М.: Университетская книга ; Логос, 2006. 400 c.
  • Перспективы использования кремнийорганических полимеров при создании современных материалов и покрытий различных назначений / И. Д. Краев, О. В. Попков, Е. М. Шульдешов и др. // Труды ВИАМ. 2017. № 12 (60). С. 46–60.
  • Соломонов Ю. Методы расчета цилиндрических оболочек из композиционных материалов. М.: Мир, 2009. 910 c.
  • Патент № 2548083 C2 Российская Федерация, МПК C01B 31/02, B82B 3/00, B82Y 40/00. Способ модифицирования углеродных наноматериалов ; № 2013128040/05 ; заявл. 18.06.2013 ; опубл. 10.04.2015 / А. Г. Ткачев, А. В. Мележик, Т. П. Дьячкова ; заявитель ООО «НаноТехЦентр».
  • Червинская А. С. Влияние ультразвуковой обработки на диэлектрическую проницаемость композитов на основе вододисперсионной краски и МУНТ // Углеродные наноструктуры и их электромагнитные свойства: тр. материалов 4 Росс.-Белорусс. семинара. Томск: Изд-во НТЛ, 2019. С. 29–32.
  • Микитаев А. К., Козлов Г. В. Влияние обработки ультразвуком на структуру углеродных нанотрубок в полимерных нанокомпозитах // Физика и химия обработки материалов. 2015. № 2. С. 80–83.
  • A method for modifying the surface of silicon carbide with a controlled number of functional groups on surface / M. Yu. Flerko, S. Yu. Voronina, D. V. Antishin et al. // Journal of Advanced Materials and Technologies. 2022. Vol. 7, No. 4. P. 281–289.
  • Шерышев М. А., Тихонов Н. Н. Организация и проектирование предприятий переработки пластмасс. СПб.: Профессия. 2018. 384 с.
  • Bao H.-D., Guo Z.-X. Effect of electrically inert particulate filler on electrical resistivity of polymer/multi-walled carbon nanotube composites // Polymer (Guildf). 2008. Vol. 49. P. 3826–3831.
  • Effect interfacial size and multiple interface on electromagnetic shielding of silicon rubber/carbon nanotube composites with mixing segregated particles / D. Yang, J.-R. Tao, Y. Yang et al. // Compos. Struct. 2022. Vol. 292, P. 115.
  • Роль метода введения углеродных нанотрубок на коэффициент тензорезистивности / Е. В. Гребенников, С. Ю. Воронина, М. М. Симунин, О. В. Семенуха // Решетневские чтения: материалы XXVI Междунар. науч. конф. (09–11 ноября 2022, г. Красноярск): в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. ун-т. 2022. С. 648–650.
  • Термостойкие углепластики с матрицами на основе сополимера бис-фталонитрилов и бис-бензонитрила / И. А. Тимошкин, В. В. Алешкевич, Е. С. Афанасьева и др. // Высокомолекулярные соединения. Серия С. 2020. Т. 62, № 2. С. 174–185.
  • Патент № 2598608 C2 Российская Федерация, МПК C08G 18/08, C08G 18/66, C08L 75/04. Полиуретановые композиты, полученные с помощью вакуумной инфузии ; № 2013147457/04 ; заявл. 20.03.2012 ; опубл. 27.09.2016 / У. И. Юнс ; заявитель БАЙЕР МАТИРИАЛЬСАЙЕНС ЛЛСИ.
  • Патент № 2527086 C2 Российская Федерация, МПК C08L 63/00. Эпоксидное связующее для полимерных композиционных материалов ; № 2012149800/05 ; заявл. 22.11.2012 ; опубл. 27.08.2014 / В. А. Нелюб, И. А. Буянов, А. С. Бородулин и др. ; заявитель МГТУ им. Н. Э. Баумана.
Еще
Статья научная