VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

Изделия из эластомерных композиций применяются в ракетной, авиационной и морской технике, в том числе, для конструкций специального назначения, работающих при экстремальных температурах. Поэтому особый интерес представляют композиционные полимерные материалы с теплостойкостью выше 200 °С, изделия из которых могут длительное время эксплуатироваться при повышенных температурах.

Одним из перспективных направлений повышения термостойкости таких материалов является использование в составе эластомерных композиций вспучивающихся (перлита, вермикулита, терморасширяющегося графита) и высокодисперсных наполнителей, и в том числе высокодисперсных карбидов кремния [1,2].

Проведенные ранее исследования показали, что перлит может быть использован для создания жидких теплозащитных покрытий на полимерной основе, не уступающих по своим характеристикам, широко используемым теплозащитным покрытиям «Корунд» [3].

Частицы карбида кремния характеризуются наличием острых углов, что позволяет ожидать проявления физико-химической активности в процессах сорбции и химических реакциях. Наконец, пластичная форма частиц карбида кремния позволяет использовать их в качестве своеобразных микробарьеров в поверхностных слоях материала.

В то же время использование перлита и микродисперсного карбида кремния в эластомерных материалах мало изучено. Поэтому представляет интерес исследование возможности их применения с целью увеличения теплостойкости эластомерных композиций.

В качестве объекта исследования использовались вулканизаты на основе бутадиенстирольного каучука СКМС -30АРКМ 15 с серной вулканизующей группой.

Для оценки теплостойкости полученных вулканизатов определялась температура на необогреваемой поверхности образца при действии на него открытого пламени плазматрона. На поверхности создавалась температура 2500 ^оС. При воздействии пламени горелки на контрольный образец практически не образуется «коксовая шапка» (рисунок 1 а), а у образцов, содержащих карбид кремния и перлит (рисунок 1 б, в) на поверхности образуется плотный и стойкий к пламени кокс, защищающий образец от горения.

Рисунок 1 – Изменения в структуре образца, после воздействия пламени горелки: а) контрольный; б) карбид кремния; в) перлит

а) б)

Рисунок 2 – Вид поверхности кокса при воздействии на образец пламени горелки: а) карбид кремния; б) перлит

Микропластины карбида кремния на поверхности кокса видны на рисунке 2. Поскольку карбид кремния весьма термостойкий и трудноокисляемый материал, то барьерный слой карбида кремния эффективно защищает резину от прогорания под действием пламени. Пластичная форма частиц карбида кремния позволяет создать своего рода барьерный слой защищающий образец от воздействия пламени.

Список литературы

1. Лифанов В.С., Каблов В.Ф., Лапин С.В., Кочетков В.Г., Новопольцева О.М. Исследование эластомерных материалов с микродисперсными отходами карбида кремния // Современные проблемы науки и образования. – 2013. – № 4; URL: www.science-education.ru/110-9971

2. Каблов В.Ф., Новопольцева О.М., Кочетков В.Г. Влияние наполнителя перлит на теплостойкость резин на основе этиленпропилендиенового каучука // Современные проблемы науки и образования. – 2013. – № 3; URL: www.science-education.ru/109-9370

3. Каблов В. Ф., Новопольцева О. М. Теплозащитные покрытия, содержащие перлит / Каб-лов В. Ф., Новопольцева О. М. [и др.] // Международный журнал прикладных и фундамен-тальных исследований. – 2012. – № 1. – С. 174-175.