НАПОВНЮВАЧІ НА ОСНОВІ ДІОКСИДУ КРЕМНІЮ ДЛЯ ПОЛІМЕРНИХ КОМПОЗИЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ КОНСТРУКЦІЙНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ | FILLERS ON THE SILICA BASE FOR POLYMER COMPOSITES OF CONSTRUCTIONAL PURPOSE | НАПОЛНИТЕЛИ НА ОСНОВЕ ДИОКСИДА КРЕМНИЯ ДЛЯ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ КОНСТРУКЦИОННОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Английский. The finding a filler for the creation of polymer composite (PC) for constructional purposes, which is able not only for improving the level of polymer matrix properties, but also significantly for reducing its price was conducted. It was determined that such fillers are silicas of various modifications, which due to the developed surface and active “silanol” groups on it are capable of physical and chemical interaction with the polymer matrix. The most common industrial brands of silicas, such as aerosіl, white soot and silica gel were selected for research. As a result of microscopic investigations it was obtained, that particles of silica of such  brands as aerosil and white soot, both in the initial form and in the polymer matrix are actively aggregated, and create agglomerates up to tens of microns. This phenomenon is not observed when using silica gel. Therefore, it is more appropriate to be used as the fillers for PC for construction purposes than other investigated materials. The method of synthesis of silica gel with a high degree of chemical purity was presented. Comparative investigations of the physico-mechanical, thermophysical and tribotechnical properties of constructural polymer composites, based on aromatic polyamide, filled by industrial and synthesized silica gel were performed. It was obtained that PCs with synthesized silica gel have higher level of properties than industrial ones. This is due to the fact that the primes presented in industrial silica gel reduce its reinforcing effect on the polymer matrix and adversely affect the friction process during the friction interaction of the obtained PC with steel.

украинский. Проведено аналіз щодо визначення наповнювача для створення полімерних композиційних матеріалів (ПКМ) конструкційного призначення, який здатний не тільки покращити рівень властивостей полімерної матриці, а і значно здешевіти її. Визначено, що такими наповнювачами є  силіцій (IV) оксиди різних модифікацій, які за рахунок розвиненої поверхні та активних силанольних груп на ній здатні до фізичної та хімічної взаємодії із полімерною матрицею. Для досліджень вибрані найбільш розповсюджені промислові марки силіцій (IV) оксидів: біла сажа, аеросил, силікагель. В результаті мікроскопічних досліджень встановили, що частинки силіцій (IV) оксидів марок «біла сажа» і «аеросил», як у вихідному вигляді так і у полімерній матриці активно агрегатуються, створюючи агломерати розмірами до десятків мкм. Таке явище не спостерігається при використанні силікагелю. Тому силіцій (IV) оксид марки «силікагель» доцільніше використовувати в якості наповнювачів для створення ПКМ конструкційного призначення, ніж інші матеріали, що досліджували. У роботі було приведено метод синтезу силікагелю із високим ступенем хімічної чистоти. Проведені порівняльні дослідження показників фізико-механічних, теплофізичних та триботехнічних властивостей конструкційного полімеру на основі ароматичного поліаміду фенілон С1 при наповненні промисловим та синтезованим силікагелями. Встановлено, що ПКМ із синтезованим силікагелем мають кращі властивості у порівнянні із промисловим. Це є наслідком того, що домішки, які присутні у промисловому силікагелі, зменшують його підсилюючий ефект на полімерну матрицю та негативно впливають на процес тертя при фрикційній взаємодії отриманого ПКМ із сталлю.

Русский. Проведен анализ по нахождению наполнителя для создания полимерных композиционных материалов (ПКМ) конструкционного назначения, который способен не только улучшить уровень свойств полимерной матрицы, а и значительно удешевить ее. Определено, что такими наполнителями являются диоксиды кремния разных модификаций, которые за счет развитой поверхности и активных силанольных групп на ней способны к физическому и химическому взаимодействию с полимерной матрицей. Для исследований были выбраны наиболее распространённые промышленные марки диоксида кремния: белая сажа, аэросил, силикагель. В результате микроскопических исследований установили, что частички диоксидов кремния марок «белая сажа» и «аэросил» как в исходном виде, так и в полимерной матрице активно агрегатируются, создавая агломераты до десятков микрометров. Такое явление не наблюдается при использовании силикагеля. Поэтому диоксид кремния марки «силикагель» целесообразнее использовать в качестве наполнителя для создания ПКМ конструкционного назначения, чем другие рассматриваемые материалы. В работе приведен метод синтеза силикагеля с высокой степенью химической чистоты. Проведены сравнительные исследования показателей физико-механических, теплофизических и трибологических свойств ПКМ конструкционного назначения на основе ароматического полиамида фенилона С1, наполненного промышленным и синтезированным силикагелем. Установлено, что ПКМ с синтезированным силикагелем имеют лучшие свойства в сравнении с промышленным. Это является следствием того, что примеси, которые находятся в промышленном силикагеле, уменьшают его усиливающее влияние на полимерную матрицу и негативно влияют на процесс трения при фрикционном взаимодействии полученного ПКМ со сталью.