Русский
English
Исследовать гранулометрический, фазовый составы и свойства наполнителей природного и синтетического волластонита и установить характер их модифицирующего действия в поли-мерных композитных материалах на примере термопласта поливинилхлорида и реактопласта эпоксидной смолы.
Методы. Для исследования образцов наполнителей был использован рентгенографический количе-ственный фазовый анализ, пористость определяли методом ртутной порометрии и газопоглощения. Размер частиц волластонита определяли по методу лазерной дифракции. Термостабильность наполненных композитов оценивали на дериватографе, термостабильность поливинилхлоридных материалов оценивалось методом «Конго-красный». Динамический механический анализ проводили на приборе DMA 242 Netzsch.
Результаты. Изучены гранулометрический, фазовый состав образцов природного и синтетического силиката кальция, показатели их пористости и pH водной вытяжки. Установлено влияние свойств волластонита на вязкость полученных смесей полимер-наполнитель, термостабильность, износостойкость наполненных композитов, а также для поливинилхлоридных композиций - на показатели прочности на растяжение и относительное удлинение.
Выводы. Оба изученных силиката кальция показали свою эффективность как для эпоксидных, так и для поливинилхлоридных материалов. Несмотря на схожесть фазового состава и кислотно-основные характеристики поверхности, природный и синтетический волластонит отличаются по гранулометрическому составу и пористости. Природный наполнитель более перспективен для создания термостойких поливинилхлоридных композиций и износостойких эпоксидных композиций, в то время как синтетический волластонит на основе рисовой шелухи обеспечивает рост динамического модуля и температуры стеклования обоих типов полимеров. Исследования показали, что модифицирующее действие изученных наполнителей более существенно в эпоксидных полимерах благодаря их влиянию на формирование сетчатой структуры полимерной матрицы.
Методы. Для исследования образцов наполнителей был использован рентгенографический количе-ственный фазовый анализ, пористость определяли методом ртутной порометрии и газопоглощения. Размер частиц волластонита определяли по методу лазерной дифракции. Термостабильность наполненных композитов оценивали на дериватографе, термостабильность поливинилхлоридных материалов оценивалось методом «Конго-красный». Динамический механический анализ проводили на приборе DMA 242 Netzsch.
Результаты. Изучены гранулометрический, фазовый состав образцов природного и синтетического силиката кальция, показатели их пористости и pH водной вытяжки. Установлено влияние свойств волластонита на вязкость полученных смесей полимер-наполнитель, термостабильность, износостойкость наполненных композитов, а также для поливинилхлоридных композиций - на показатели прочности на растяжение и относительное удлинение.
Выводы. Оба изученных силиката кальция показали свою эффективность как для эпоксидных, так и для поливинилхлоридных материалов. Несмотря на схожесть фазового состава и кислотно-основные характеристики поверхности, природный и синтетический волластонит отличаются по гранулометрическому составу и пористости. Природный наполнитель более перспективен для создания термостойких поливинилхлоридных композиций и износостойких эпоксидных композиций, в то время как синтетический волластонит на основе рисовой шелухи обеспечивает рост динамического модуля и температуры стеклования обоих типов полимеров. Исследования показали, что модифицирующее действие изученных наполнителей более существенно в эпоксидных полимерах благодаря их влиянию на формирование сетчатой структуры полимерной матрицы.
1. Kardo Kh., A., Kalman M., Kinga T. Comparison of different polyvinylchloride (PVC)/calcium carbonate blends and their properties // International Journal of Engineering Research & Science. 2021. Vol. 7. No. 9. P. 16 – 29.
2. Fan-Long J., Xiang L., Soo-Jin P. Synthesis and application of epoxy resins: a review // Journal of Industrial and Engineering Chemistry. 2015. No. 29. P. 1 – 11. https://doi.org/ 10.1016/j.jiec.2015.03.026
3. Готлиб Е.М., Садыкова Д.Ф., Ямалеева Е.С. Волластонит – эффективный наполнитель резин и композиционных материалов на основе линейных и сетчатых полимеров: монография. LAP LAMBERT Academic Publishing. 2018. 180 с.
4. Орлова Н.А., Коробщикова Т.С. Гранулометрический состав волластонита и его влияние на свойства полимерных композиций // Лакокрасочные материалы и их применение. 2010. № 5. С. 26 – 29.
5. Соколова Ю.А. и др. Синтетический волластонит на основе рисовой шелухи // Фундаментальные, поисковые и прикладные исследования РААСН по научному обеспечению развития архитектуры, градостроительства и строительной отрасли РФ в 2018 г.: сб. научн. тр. РААСН. Москва: Издательство АСН. 2019. Т. 2. С. 520 – 525. https://doi.org/10.22337/9785432303134-520-525
6. Ismail H., Shamsudin R., Abdul Hamid M.A., Jalar A. Synthesis and characterization of nano-wollastonite from rice husk ash and limestone // Materials Science Forum. 2013. Vol. 756. P. 43 – 47. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.756.43
7. McIntyre S., Kaltzakorta I., Liggat J.J., Pethrick R.A., Rhoney I. Influence of the epoxy structure on the physical properties of epoxy resin nanocomposites // Industrial and Engineering Chemistry Research. 2004. Vol. 44. No. 23. P. 8573 – 8579. https://doi.org/ 10.1021/ie048835w
8. Колосова А.С., Сокольская М.К., Виткалова И.А., Торлова А.С., Пикалов Е.С. Наполнители для модификации современных полимерных композиционных материалов // Фундаментальные исследования. 2017. № 10-3. С. 459 – 465. https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=41858
9. Jingang Li, Lei Li, Yixin Xiang, Xiang Sixun. Nanostructures epoxy thermosets con-taining poly(vinylidene fluoride): preparation, morphologies, and dielectric properties // In-dustrial and Engineering Chemistry Research. 2016. No. 55(3). P. 586 – 596. https://doi.org/ 10.1021/acs.iecr.5b04057
10. Yadav R., Singh M., Shekhawat D., Lee S.Yu., Park S.J. The Role of Fillers in Im-proving the Mechanical, Thermal, and Wear Properties of Polymer Composites: A Review // Composites – Part A: Applied Science and Manufacturing. 2023. Vol. 175. Article 107775. https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2023.107775
11. Крыжановский В.К. и др. Изучение влияния высокодисперсных и наноразмерных неорганических добавок на структурно-физические характеристики эпоксидных матриц и свойства трибопластиков // Вопросы материаловедения. 2009. T. 57. № 1. C. 66 – 76.
12. Готлиб Е.М., Ха Т.Н.Ф., Хасанова А.Р., Галимов Э.Р. Сравнение модифицирующего действия в эпоксидных полимерах природного и синтетического волластонита // Вестник Томского государственного университета. Химия. 2019. № 13. С. 13 – 19. https://doi.org/10.17223/24135542/13/2
13. Ikram S., Munir A. Mechanical and thermal properties of chemically modified epoxy resin // Open Journal of Synthesis Theory and Applications. 2012. No.1. P. 36 – 43. https://doi.org/10.4236/ojsta.2012.13007
14. Liu C., He Yu., Sun M., Zhang X., Zhang B., Bai X. Influence of epoxy resin spe-cies on the curing behavior and adhesive properties of cyanate ester/poly(aryl ether ni-trile)blends // Polyme. 2023. Vol. 288. 12 p.
15. Готлиб Е.М., Галимов Э.Р., Валеева А.Р., Кормушин К.В. Эпоксидные композиционные материалы с наполнителями на основе золы рисовой и гречневой шелухи, и металлургических шлаков: Монография. Казань: Изд-во АН РТ. 2023. 168 с.
16. Садыкова Д.Ф., Готлиб Е.М., Соколова А.Г. Динамические механические свойства пластифицированных поливинилхлоридных композиций, наполненных силикатами // Пожаровзрывобезопасность. 2025. Т. 34. № 3. С. 50 – 58. https://doi.org/10.22227/0869-7493.2025.34.03.50-58
17. Аликин М.Б., Алексеева К.Д., Панфилов Д.А., Дворко И.М. Лавров Н.А. Свойства эпоксидных композиций, отвержденных продуктами аминолиза вторичного полиэтилен терефталата и поликарбоната // Механика композитных материалов. 2022. Т. 58. № 5. С. 697 – 704. https://doi.org/10.1007/s11029-022-10060-z
18. Zhang O., Zhang C., Wu L., Sun W., Hu L. Study on morphology and mechanical proper-ties of PVC with ultrafine CaCO3 surface-modified by acrylate macromolecular modifiers // Polymers and Polymer Composites. 2012. Vol. 20 (1-2). P. 191 – 196. https://doi.org/10.1177/0967391112020001-236
2. Fan-Long J., Xiang L., Soo-Jin P. Synthesis and application of epoxy resins: a review // Journal of Industrial and Engineering Chemistry. 2015. No. 29. P. 1 – 11. https://doi.org/ 10.1016/j.jiec.2015.03.026
3. Готлиб Е.М., Садыкова Д.Ф., Ямалеева Е.С. Волластонит – эффективный наполнитель резин и композиционных материалов на основе линейных и сетчатых полимеров: монография. LAP LAMBERT Academic Publishing. 2018. 180 с.
4. Орлова Н.А., Коробщикова Т.С. Гранулометрический состав волластонита и его влияние на свойства полимерных композиций // Лакокрасочные материалы и их применение. 2010. № 5. С. 26 – 29.
5. Соколова Ю.А. и др. Синтетический волластонит на основе рисовой шелухи // Фундаментальные, поисковые и прикладные исследования РААСН по научному обеспечению развития архитектуры, градостроительства и строительной отрасли РФ в 2018 г.: сб. научн. тр. РААСН. Москва: Издательство АСН. 2019. Т. 2. С. 520 – 525. https://doi.org/10.22337/9785432303134-520-525
6. Ismail H., Shamsudin R., Abdul Hamid M.A., Jalar A. Synthesis and characterization of nano-wollastonite from rice husk ash and limestone // Materials Science Forum. 2013. Vol. 756. P. 43 – 47. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.756.43
7. McIntyre S., Kaltzakorta I., Liggat J.J., Pethrick R.A., Rhoney I. Influence of the epoxy structure on the physical properties of epoxy resin nanocomposites // Industrial and Engineering Chemistry Research. 2004. Vol. 44. No. 23. P. 8573 – 8579. https://doi.org/ 10.1021/ie048835w
8. Колосова А.С., Сокольская М.К., Виткалова И.А., Торлова А.С., Пикалов Е.С. Наполнители для модификации современных полимерных композиционных материалов // Фундаментальные исследования. 2017. № 10-3. С. 459 – 465. https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=41858
9. Jingang Li, Lei Li, Yixin Xiang, Xiang Sixun. Nanostructures epoxy thermosets con-taining poly(vinylidene fluoride): preparation, morphologies, and dielectric properties // In-dustrial and Engineering Chemistry Research. 2016. No. 55(3). P. 586 – 596. https://doi.org/ 10.1021/acs.iecr.5b04057
10. Yadav R., Singh M., Shekhawat D., Lee S.Yu., Park S.J. The Role of Fillers in Im-proving the Mechanical, Thermal, and Wear Properties of Polymer Composites: A Review // Composites – Part A: Applied Science and Manufacturing. 2023. Vol. 175. Article 107775. https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2023.107775
11. Крыжановский В.К. и др. Изучение влияния высокодисперсных и наноразмерных неорганических добавок на структурно-физические характеристики эпоксидных матриц и свойства трибопластиков // Вопросы материаловедения. 2009. T. 57. № 1. C. 66 – 76.
12. Готлиб Е.М., Ха Т.Н.Ф., Хасанова А.Р., Галимов Э.Р. Сравнение модифицирующего действия в эпоксидных полимерах природного и синтетического волластонита // Вестник Томского государственного университета. Химия. 2019. № 13. С. 13 – 19. https://doi.org/10.17223/24135542/13/2
13. Ikram S., Munir A. Mechanical and thermal properties of chemically modified epoxy resin // Open Journal of Synthesis Theory and Applications. 2012. No.1. P. 36 – 43. https://doi.org/10.4236/ojsta.2012.13007
14. Liu C., He Yu., Sun M., Zhang X., Zhang B., Bai X. Influence of epoxy resin spe-cies on the curing behavior and adhesive properties of cyanate ester/poly(aryl ether ni-trile)blends // Polyme. 2023. Vol. 288. 12 p.
15. Готлиб Е.М., Галимов Э.Р., Валеева А.Р., Кормушин К.В. Эпоксидные композиционные материалы с наполнителями на основе золы рисовой и гречневой шелухи, и металлургических шлаков: Монография. Казань: Изд-во АН РТ. 2023. 168 с.
16. Садыкова Д.Ф., Готлиб Е.М., Соколова А.Г. Динамические механические свойства пластифицированных поливинилхлоридных композиций, наполненных силикатами // Пожаровзрывобезопасность. 2025. Т. 34. № 3. С. 50 – 58. https://doi.org/10.22227/0869-7493.2025.34.03.50-58
17. Аликин М.Б., Алексеева К.Д., Панфилов Д.А., Дворко И.М. Лавров Н.А. Свойства эпоксидных композиций, отвержденных продуктами аминолиза вторичного полиэтилен терефталата и поликарбоната // Механика композитных материалов. 2022. Т. 58. № 5. С. 697 – 704. https://doi.org/10.1007/s11029-022-10060-z
18. Zhang O., Zhang C., Wu L., Sun W., Hu L. Study on morphology and mechanical proper-ties of PVC with ultrafine CaCO3 surface-modified by acrylate macromolecular modifiers // Polymers and Polymer Composites. 2012. Vol. 20 (1-2). P. 191 – 196. https://doi.org/10.1177/0967391112020001-236
Соколова А.Г., Готлиб Е.М. Сравнение модифицирующего действия волластонита в поливинилхлоридных и эпоксидных композитных материалах // Chemical Bulletin. 2025. Том 8. № 4. 2. https://doi.org/10.58224/2619-0575-2025-8-4-2