| Аннотация |
Настоящий проект посвящен изучению и разработке двухкомпонентных акрилатных клеевых композиций, упрочненных малыми добавками нанонаполнителей в виде графеновых нанопластинок, функционализированных многослойных углеродных нанотрубок и терморасширенного графита, в основном для нужд автомобильной и авиационной промышленности.
Наряду со сваркой, пайкой и механической сборкой, клеевые соединения представляют собой один из основных методов сборки изделий. Они обладают рядом важных достоинств, они могут использоваться для соединения как одинаковых, так и разнородных подложек; они противостоят вибрациям и позволяют снизить усталостные напряжения, которые возникают вокруг точек сварки и механических креплений. Особую роль клеевые соединения играют в случае, когда возникает необходимость снижения веса конструкции, что особенно ценится в автомобильной, авиационной и судостроительной индустрии, поскольку позволяют увеличить долговечность транспортных средств, снизить их вес и увеличить экономичность.
Разрабатываемая клеевая композиция относится к акрилатным клеевым композициям, в ее основу входят два акрилатных мономера, усилитель адгезии – метакриловая кислота, загуститель полиметилметакрилат, стабилизатор гидрохинон и несколько вспомогательных компонентов. Ключевой особенностью рассматриваемой клеевой композиции является уникальная инициирующая система, основанная на комплексах триалкилборанов с аминами. Особый механизм инициирования полимеризации позволяет достичь высоких параметров склеивания для «не склеиваемых» материалов, например, тефлона, а также склеивать неподготовленные поверхности, например, замасленную сталь, что снижает производственные затраты.
Одним из современных методов улучшения характеристик клеевых композиций является введение нанонаполнителей. Углеродные наполнители – углеродные нанотрубки (УНТ), фуллерены, графены, терморасширенный графит (ТРГ), техуглерод – привлекают к себе особое внимание, благодаря выдающимся физическим, электрическим и механическим свойствам. В наших предыдущих работах было продемонстрированно, что введение многостенных углеродных нанотрубок в рассматриваемую акрилатную клеевую композицию позволяет достичь повышения прочности клеевого шва на сдвиг на алюминиевых подложках до 30%. Многослойные графеновые нанопластинки (ГНП) комбинируют в себе уникальные физические свойства УНТ: предел прочности 5 Гпа, модуль упругости 1 ТПа, электропроводность 107 См/м, теплопроводность 3000 Вт/м/К с еще большим значением удельной площади поверхности (до 2000 м2/г), что объясняет большой потенциал применения ГНП в качестве добавки для улучшения механических, термических, реологических электрических и газобарьерных свойств полимеров.
В настоящей работе впервые предлагается приготовить акрилатные клеевые композиции с наполнителями в виде графеновых нанопластинок и сравнить их эффективность с другими углеродными нанонаполнителями, как-то: функционализированными многослойными углеродными нанотрубками и терморасширенным графитом. Установить оптимальные условия введения наполнителей, (способ диспергирования, концентрация), влияние нанонаполнителя на прочностные свойства клеевых соединений. Планируется исследовать поведение нанонаполнителя в полимерной матрице методами СЭМ, ПРЭМ, термических свойств – ДСК, ТГА, химических свойств – ИК-, КР- спектроскопии. Планируется опубликовать не менее трех статей в российских и зарубежных научных журналах.
Предполагается, что разрабатываемая клеевая композиция будет способна заменить зарубежные аналоги, предлагаемые такими компаниями, как National Starch & Chemical Co., 3M, Loctite R&D (Henkel) и Dow, занимающие исключительное положение на российском рынке. Кроме этого, предлагается протестировать клеевую композицию на производственных мощностях предприятий ИП Ануфриев и НИИ Каргина, располагающихся на территории Нижегородской области.
|
