Влияние наполнения эластомерных композиций модифицированными микроволокнами

Postgraduate student 3 years of study

VPI (branch) VSTU

Scientific supervisor: Novopoltseva O.M.

Russia, Volzhsky

INFLUENCE OF FILLING ELASTOMERIC COMPOSITIONS WITH MODIFIED MICROFIBRES

В повышении огнетеплозащитной эффективности эластомерных композиций важную роль играют ингредиенты, меняющие свою структуру при температурах вблизи и выше температуры работоспособности материала (слоистые, вспучивающиеся, волокнистые и т.п.). В качестве таких ингредиентов отдельного внимания заслуживает использование минеральных микроволокон.

Для предотвращения агрегации микроволокон и создания прочной связи между ними и полимерной матрицей широко используются модифицирующие добавки [1].

Наличие минеральных микроволокон усиливает процессы коксообразования непосредственно на границе раздела матрица-волокно, и формирует более прочную структуру коксового слоя за счёт эффекта микроармирования [2]. Однако влияние таких наполнителей на комплекс эксплуатационных свойств, а также происходящие в материале физикохимические процессы в полной мере не изучены.

Целью данной работы является создание и исследование эластичного эрозионностойкого огнетеплозащитного материала, содержащего минеральные микроволокна, модифицированные фосфорборазот-содержащими соединениями.

Исследовано влияние природы микроволокон (каолиновых, керамических, кварцевых, кремнезёмных, углеродных и асбестовых) на комплекс реометрических, упруго-прочностных, теплофизических и огнезащитных свойств эластомерных огнетеплозащитных материалов на основе этиленпропилендиенового каучука СКЭПТ-40 с серной вулканизующей группой.

При введении микроволокон наблюдается некоторое снижение прочности вулканизатов, что обусловлено неравномерностью их распределения в полимерной матрице, при этом теплопроводность, оцениваемая по времени прогрева необогреваемой поверхности образца до 100 оС, увеличивается на 30 - 35 %, а потеря массы образцов после высокотемпературного воздействия снижается в 1,5 - 2 раза по сравнению с контрольным образцом, что можно объяснить эффектом микроармирования.

Модификация микроволокон фосфорборазотсодержащими соединениями приводит к повышению упруго-прочностных свойств в среднем на 20 %, что вероятно связано с хорошей контактной зоной между частицами волокна и полимера, а также к увеличению времени прогрева в среднем на 40 % и снижению скорости линейного горения в среднем на 30 % по сравнению с образцами, содержащими немодифицированные микроволокна.

Таким образом, установлено, что введение в состав эластомерных композиций микроволокон, модифицированных фосфорборазот-содержащими соединениями приводит к улучшению теплозащитных характеристик (повышению времени прогрева необогреваемой поверхности образца до 100 оС, снижению скорости линейного горения и потери массы после высокотемпературного воздействия) при сохранении упруго-прочностных свойств.