Влияние наполнителей из отходов местных производств Узбекистана на электрофизические свойства эпоксидных композиционных материалов

Введение. В мире ведутся научно-исследовательские работы по установлениям комплексных закономерностей изменения электрофизических физико-механических материалов и покрытий на их основе в зависимости от технологических факторов, вида и содержания органоминеральных наполнителей и режимов физической обработки и на основе выявленных закономерностей разработка эффективные электроизоляционных композиционных полимерных материалов [1].

В современной зарубежной литературе при разработке эпоксидных композитов для электротехники акцент смещается с простого повышения удельного сопротивления на комплексное управление диэлектрическими свойствами. В связи с ростом рабочих частот в силовой электронике и телекоммуникационных системах (например, 5G), критически важными становятся низкая диэлектрическая проницаемость и низкий тангенс угла диэлектрических потерь [2].

На основании анализа существующих работ следует отметить, что композиционные термореактивные эпоксидные полимерные материалы, и конструкций применяемые в электротехнических машинах и механизмах, и вопросы получения композиционных полимерных материалов высокими электроизоляционными и физико-механическим свойствами, а также, с высокой эффективностью и работоспособностью, до сих пор в полной мере не получили своего решения [3].

В связи с этим разработка эффективных ресурсосберегающих технологий получения электроизоляционных композиционных полимерных материалов конструкционного назначения на основе местных сырьевых ресурсов и установление оптимальных технологических параметров изготовления из них изделий и деталей для машин и механизмов электротехнической промышленности является актуальной.

Объектами исследования являются термореактивный эпоксидный полимер и дисперсные минеральные наполнители на основе местного и вторичного сырья и отходов производств, а также хлопчатобумажный ткань бязь. Выбор этих наполнителей для данного исследования обоснован следующим образом: графит и сажа, как показано в научных исследованиях, способствуют улучшению тепло- и электрофизических свойств композиционных материалов [4].

Стекловолокно и хлопковый линт, обеспечивают высокую прочность материала и повышают его устойчивость к термомеханическим воздействиям благодаря армированию. Каолин, тальк, фосфогипс и волластонит выбраны для снижения стоимости разрабатываемых композиционных полимерных материалов, а также из-за их доступности и экономичности по сравнению с другими наполнителями, что подтверждается текущими практическими наблюдениями [5].

Методы исследований. Для изучения композиционных эпоксидных полимерных материалов в работе применялись стандартные методы определения электроизоляционных и физико-механических, свойств[6].

Результат исследование и их анализ. В первую очередь были исследованы электрофизические свойства следующих органоминеральных ингредиентов на основе местного сырья и отходов производств: бентонита глина «Урта Булок», глина «Кизил-Кор», каолина, лигнин, талька, железного порошка, бронзовой пудры, графит, сажи, оксида марганца алюминиевой пудры, слюдяной муки, фосфогипс, фосфошлак и известняковая пиль [7-9].

Исследованы влияние содержание минеральных неорганические наполнителей на основе местного и вторичного сырья и отходов производств в объеме от 1 масс.ч до 20 масс частей на электрофизические физико-механические (адгезионная прочности и микротведость) свойства композиционных эпоксидных полимерных материалов.

Установлено, что введение в состав полимера таких наполнителей как слюдяная мука, тальк, лигнин, каолин, фосфогипс, фосфошлак, известковая пыл, глина «Урта Булок», глина «Кизил-кор», глина «Кизил-Яр» и бентонит не только улучшает эксплуатационные характеристики композитов, но и снижает их стоимость, что делает их конкурентоспособными на рынке.

Полученные композиты обладают высокими электроизоляционными и физико-механическими свойствами, что делает их пригодными для применения в электротехнической промышленности, в частности для создания изоляционных покрытий и деталей электротехнических машин. Разработанные методики позволили оптимизировать состав композитов и предложить технологию их промышленного производства