Повышение долговечности эпоксидных композитов наночастицами

Abstract

Полимерная композитная арматура на основе эпоксидных, ненасыщенных полиэфирных смол и различных волокнистых наполнителей все больше применяется взамен стальной, так как не подвержена коррозии во время эксплуатации. Долговечность композитной арматуры прогнозируется до 50 лет на основе кинетики снижения механических свойств. Методы повышения долговечности композитной арматуры системно не изучаются. В данной работе впервые исследовано влияние щелочной среды бетонной массы на понижение долговечности арматуры на основе эпоксидной смолы. Предложен и изучен способ возможного повышения долговечности данного вида арматуры введением в систему эпоксидного связующего наночастиц. Наночастицы, имея на своей поверхности электрический заряд, физически взаимодействуют с оставшимися после отверждения в молекулах эпоксидной смолы полярными группами (эпоксидными, гидроксильными), усиливая тем самым межмолекулярные взаимодействия. В результате наблюдалось замедление движений звеньев олигомерных молекул эпоксидной смолы, повышение потенциального барьера разрушения химических связей внутри макромолекул и рост долговечности в заданных условиях эксплуатации арматуры. Оценку долговечности проводили экспресс-методом для изделий полимерных в строительстве согласно СТБ 1333.0-2002 «Метод определения долговечности по энергии активации термоокислительной деструкции полимерных материалов». Полимерные материалы на основе эпоксидных смол широко применяются при создании различных устройств и конструкций. В частности, изоляция проводов имеет решающее значение в электромонтажных работах для обеспечения безопасности, предотвращения электрических неисправностей и повышения долговечности систем электропроводки. Среди различных методов изоляции проводов эпоксидная смола выделяется своими превосходными изоляционными свойствами и долговечностью. Нами развивается гипотеза о решающей роли заряда поверхности наночастиц в формировании надмолекулярной структуры и свойств наномодифицированных полимерных композитов. В дан-ной работе впервые представлены результаты влияния наночастиц различной природы на долго-вечность эпоксидной арматуры и элетроизоляционных покрытий

Polymer composite reinforcement based on epoxy, unsaturated polyester resins and various fibrous fillers is increasingly being used instead of steel, as it is not susceptible to corrosion during operation. The durability of composite reinforcement is predicted to be up to 50 years based on the kinetics of reduced mechanical properties. Methods for increasing the durability of composite reinforcement are not systematically studied. In this paper, for the first time, the effect of the alkaline environment of the concrete mass on reducing the durability of reinforcement based on epoxy resin is investigated. A method has been proposed and studied for possibly increasing the durability of this type of reinforcement by introducing an epoxy binder of nanoparticles into the system. Nanoparticles, having an electric charge on their surface, physically interact with polar groups (epoxy, hydroxyl) remaining after curing in epoxy resin molecules, thereby enhancing intermolecular in-teractions. As a result, there was a slowdown in the movements of the links of oligomeric epoxy resin molecules, an increase in the potential barrier to the destruction of chemical bonds inside macromolecules, and an increase in durability under specified operating conditions of the reinforcement. Durability assessment was carried out using the express method for polymer products in construction according to the STB 1333.0-2002 “Method for determining durability by the activation energy of thermooxidative degradation of polymer materials”. Polymer materials based on epoxy resins are widely used in the creation of various devices and structures. In particular, wire insulation is crucial in electrical installation work to ensure safety, prevent electrical failures, and enhance the durability of electrical wiring systems. Among the various wire insulation methods, epoxy resin stands out for its excellent insulating properties and durability. We are developing a hypothesis about the crucial role of the nanoparticle surface charge in the formation of the supramolecular structure and properties of nanomodified polymer composites. This paper presents for the first time the results of the effect of nanoparticles of various nature on the durability of epoxy reinforcement and waterproofing coatings