С. В. Іванов, д-р хім наук В. В. Трачевський icon

С. В. Іванов, д-р хім наук В. В. Трачевський




Скачати 67.94 Kb.
НазваС. В. Іванов, д-р хім наук В. В. Трачевський
Дата17.08.2012
Розмір67.94 Kb.
ТипДокументи



Вісник НАУ. 2004. № 1




УДК 678.742.5.01:536.495

С.В. Іванов, д-р хім. наук

В.В. Трачевський, канд. хім. наук

О.С. Тітова, канд. хім. наук

Н.В. Столярова

ПРОГНОЗУВАННЯ ПРОЦЕСІВ СТАРІННЯ ПОЛІМЕРНИХ МАТЕРІАЛІВ
ЕЛЕМЕНТІВ АВІАЦІЙНОЇ ТЕХНІКИ


Інститут транспортних технологій НАУ, e-mail: itt@nau.edu.ua

Показано можливість дослідження процесів прискореного старіння для прогнозування працездатності та терміну зберігання полімерних матеріалів елементів авіаційної техніки за зміною констант термогравіметричного аналізу відповідних полімерних композицій.
Вступ

З метою визначення можливості застосування перспективних полімерних композиційних матеріалів як елементів авіаційної техніки необхідно, враховуючи експлуатаційні вимоги, знати реальні терміни їх надійної експлуатації та зберігання.

Тільки довготривалі натурні випробування дають надійні результати з оцінки старіння полімерних композицій, але але це потребує багато часу.

Одним із шляхів скорочення тривалості дос-ліджень старіння полімерних композицій є інтенсифікація впливу кліматичних факторів на процеси старіння та створення прискорених лабораторних методик, які б імітували різноманітні кліматичні умови [1].
Аналіз досліджень і публікацій

Для науково обґрунтованих прискорених дос­ліджень необхідно якісно оцінити кореляційний взаємозв’язок впливу кліматичних факторів на зміни фізико-хімічних характеристик полі-мерних композицій.

Хімічні перетворення в полімерах під час старіння зводяться, переважно, до двох процесів: зшивання і деструкція макромолекул полімерного матеріалу.

У результаті першого процесу відбувається зшивання окремих ланцюгів полімеру, що приз­водить до утворення тривимірних структур, що спричиняє підвищення міцності полімеру, але сам полімер стає жорстким і крихким та втрачає еластичність. У результаті другого процесу розриваються молекулярні ланцюги і знижується молекулярна вага полімеру. Полімер стає м’яким, липким і втрачає механічну міцність. Тому основну проблему стійкості полімерів до старіння треба оцінювати за змінами хімічної структури під впливом умов навколишнього середовища (температури, кисню, іонізуючого випромінювання та ін.).
Постановка завдання

За критерій оцінки зміни хімічної структури нами була вибрана ефективна енергія активації ЕА процесу деструкції полімерної композиції, яка визначається за результатами дериватографічного аналізу.

Для дослідження була вибрана композиція, що складається із суміші потрійного сополімеру вінілхлориду, вінілацетату, вінілового спирту, уретанового форполімеру, триізоціанату, модифікованої домішки (зшивального агента) – дефенілсіландіолу.

Для підтвердження зробленого вибору було проведено дослідження впливу зшивального агента, який дозволяє цілеспрямовано змінювати структуру полімерного зв’язу­ючого елемента, на термоокисну деструкцію композиції за зміною енергії активації ЕА.

^ Експлуатаційні характеристики
полімерних композицій


Уведення зшивального агента впливає як на структуру утворюваної композициї, так і на її експлуатаційні характеристики. Одержані результати наведено в табл. 1.

Таблиця 1

Залежність енергії активації полімерної композиції
та її експлуатаційних характеристик
від уведення зшивального агента


Шифр компо-зиції

Частка зшивального агента, %

Енергія активації, кДж/моль

Праце-здатність,
год

Твер-
дість, атм/од.

Гель-
фракція,
%

УР-1-95

0

166,4

15

0,40

80

УР-2-95

5

225,2

1 000

0,55

85

УР-3-95

10

246,9

1 500

0,74

96,5

УР-4-95

15

259,1

1 500

0,70

95

Зміна фізико-хімічних властивостей полімерної композиції під час увведення зшивального агента призводить до зміни енергії активації ЕА. Зміна працездатності полімерної композиції відбувається в складних кліматичних умовах.

Крім того, існує певне значення енергії активації ЕА, нижче якого починаеться різке зменшення працездатності полімерної композиції та погіршення її фізико-хімічних властивостей.
Тому потрібно визначити можливості дериватиграфічного аналізу для прогнозування терміну застосування полімерних композицій, що базується на визначенні зміни значення енергії активації ЕА в процесі деструкції полімерної композиції при прискореному старінні (нагріванні,
радіації) та екстраполяції швидкості або часу
реакції до реальних умов старіння.

^ Вплив іонізуючого випромінювання
на полімерні композиції


Проведені раніше дослідження показали, що вплив іонізуючого випромінювання на полімерні композиції спричиняє зміну їх фізико-хімічних властивостей та внаслідок цього зміну прецез-датності в складних кліматичних умовах. Тому потрібно вивчати зміну енергії активації дес-трукції полімерної композиції при її опроміненні іонізуючим випромінюванням (гама-квантами Со60). У табл. 2 наведено експериментальні дані.

^ Таблиця 2

Залежність енергії активації деструкції
полімерної композиції від дози випромінювання


Шифр
композиції

Доза
випромінювання, Гр

Праце­здатність

Енергія
активації, кДж/моль

УР-1-95

0

+

165,7

УР-2-95

50

+

150,6

УР-3-95

100

-

120,4

УР-4-95

250

-

100,1

Дія іонізуючого випромінювання, яке призводить до прискореного старіння полімерної композиції, спричиняє структурні зміни і зменшення енергії активації деструкції.

^ Взаємозв’язок енергії активації
та старіння полімерних композицій


Отже, одержані результати відображають можливість дослідження процесів приско-реного старіння для прогнозування працездат-ності та термінів зберігання полімерних еле­ментів авіаційної техніки за змінами енергії активації деструкції відповідних полімерних композицій.

Як видно з табл. 3, значення енергії активації ЕА зменшується при прискореному старінні для різних полімерних композицій по-різному.

^ Таблиця 3

Зміна енергії активації деструкції полімерних
композицій під час прискореного старіння


Шифр
композиції

Стан
зразка

Енергія
активації, кДж/моль

УР-1-95

Вихідний

74,1




Д=500 Гр

34

УР-2-95

Вихідний

94,9




Д=500 Гр

12,1

УР-3-95

Вихідний

93,1




Д=500 Гр

87,4

Висновки

Отже, розроблений метод може вико-ристовуватися для порівняльної оцінки термінів збереження експлуатаційних характеристик полі-мерних композицій, для чого необхідно встановити кореляцію між прискореним та натуральним процесами старіння.

Список літератури

1. Павлов Н.Н. Старіння пластмас в натуральних та штучних умовах. – М.: Хімія, 1982. – 64 с.

Стаття надійшла до редакції 15.03.04.


С.В. Иванов, В.В. Трачевский, О.С. Титова, Н.В. Столярова

Прогнозирование процессов старения полимерных материалов элементов авиационной техники

Показана возможность исследования процесов ускоренного старения для прогнозирования работоспособности и сроков хранения полимерных материалов элементов авиационной техники по изменению констант термогравиметрического анализа соответствующих полимерных композиций.


S.V.Ivanov, V.V. Trachevsky, O.S.Titova, N.V.Stolyarova

Research of aviation equipment polymer material elements aging is reported

Aviation equipment polymer material elements speeded-up aging research possibility on the basis of the corresponding polymer compositions thermogravimerical constants changing for the serviceability and shelf-life predicting has been shown.


Схожі:

С. В. Іванов, д-р хім наук В. В. Трачевський iconС. В. Іванов, д-р хім наук В. В. Єфіменко В. Ф. Новікова
Розглянуто вплив розчиненого кисню на експлуатаційні властивості реактивних палив: термоокиснювальну стабільність, пожежовибухонебезпечність,...
С. В. Іванов, д-р хім наук В. В. Трачевський iconС. В. Іванов, д-р хім наук Л. Д. Масленнікова
Викладено результати інфрачервоних спектроскопічних досліджень піногерметику, компонентами якого є макродіізоціанат, поліамід І полімер,...
С. В. Іванов, д-р хім наук В. В. Трачевський iconМ. К. Луньов, канд хім наук П.Є. Стрижак, д-р хім наук О. П. Філіппов
Розроблено методику синтезу одностінних вуглецевих нанотрубок на поверхні нанесеного металічного каталізатора та їх очистки. Одержаний...
С. В. Іванов, д-р хім наук В. В. Трачевський iconСумський державний педагогічний університет імені А. С. Макаренка Розробка №1 Назва розробки: «Спосіб видалення оксигену з флуоридних розплавів»
Автори: Бугаєнко В. В. – канд хім наук, професор кафедри хімії Сумдпу, Пшеничний Р. М. – аспірант, Касьяненко Г. Я. – канд хім наук,...
С. В. Іванов, д-р хім наук В. В. Трачевський iconС. В. Іванов, д-р хім наук Н. В. Столярова Ультрафіолетові спектроскопічні дослідження структури натурального латексу
Викладено результати досліджень структури латексу оптичною мікроскопією при малому розбавленні водою. Одержано міцели, що мають нещільну...
С. В. Іванов, д-р хім наук В. В. Трачевський iconІ. С. Іванов, канд пед наук, доцент

С. В. Іванов, д-р хім наук В. В. Трачевський iconО. З. Діденко, канд хім наук Г. Р. Космамбетова
Показано, що збільшення розміру наночастинок ZnO від 7 до 10 нм призводить до зменшення їх активності незалежно від способу приготування...
С. В. Іванов, д-р хім наук В. В. Трачевський iconЮ. В. Ліцман, Л. І. Марченко, С. Ю. Лебедєв
С. В. Іванов – доктор хімічних наук, професор Національного авіаційного університету
С. В. Іванов, д-р хім наук В. В. Трачевський iconІ.І. Войтко, канд хім наук
Розглянуто літературні джерела щодо застосування паливних елементів І можливість використання їх як самостійних ефективних генераторів...
С. В. Іванов, д-р хім наук В. В. Трачевський iconВ. О. Іванов, д-р. техн. наук В. Т. Богатир, канд. техн. наук двозондовий вимірювач комплексного коефіцієнта відбиття
Розглянуто двозондовий пристрій, призначений для автоматизованого вимірювання коефіцієнта відбиття в діапазоні надвисоких частот....
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи