|сгенерировать QR код
Открытый доступ
Только для подписчиков
Сверхвысокомолекулярный полиэтилен как перспективный компонент в армированных полимерных композиционных материалах (Обзор)
https://doi.org/10.22349/1994-6716-2019-99-3-116-127
Аннотация
Представлен обзор российской и зарубежной научно-технической литературы, посвященный сверхвысокомолекулярному полиэтилену (СВМПЭ) как компоненту полимерных композиционных материалов. Рассмотрены примеры практического применения СВМПЭ в качестве армирующего наполнителя и полимерной матрицы. Приведены физико-механические характеристики материалов на основе СВМПЭ, применяемых в различных областях промышленности; отмечена необходимость проведения предварительной обработки волокон СВМПЭ для получения композиционных материалов с высоким уровнем свойств.
Ключевые слова
сверхвысокомолекулярный полиэтилен,
армирующий наполнитель,
полимерная матрица,
гель-формование,
самоармированные композиционные материалы,
плазменная обработка
При поддержке: Работа выполнена в рамках реализации комплексного научного направления 13 «Полимерные композиционные материалы» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года»
Об авторах
С. С. Малаховский
ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов» (ФГУП «ВИАМ»)
Россия
105005, Москва, ул. Радио, д. 17
Россия
105005, Москва, ул. Радио, д. 17
М. И. Валуева
ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов» (ФГУП «ВИАМ»)
Россия
канд. техн. наук
105005, Москва, ул. Радио, д. 17
Россия
канд. техн. наук
105005, Москва, ул. Радио, д. 17
Э. Ш. Имаметдинов
ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов» (ФГУП «ВИАМ»)
Россия
105005, Москва, ул. Радио, д. 17
Россия
105005, Москва, ул. Радио, д. 17
Список литературы
1. Каблов Е. Н. Тенденции и ориентиры инновационного развития России: Сб. информ. материалов. Изд. 3-е. – М.: ВИАМ, 2015. – 720 с.
2. Раскутин А. Е. Стратегия развития полимерных композиционных материалов // Авиационные материалы и технологии. – 2017. – № S. – С. 344–348. DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-344-348.
3. Гришина О. И., Кочетов В. Н., Шавнев А. А., Серпова В. М. Аспекты применения высокопрочных и высокомодульных волокнистых металлических композиционных материалов авиационного назначения (обзор) // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журнал. – 2014. – № 10. Ст. 05.
4. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения 31.05.2019). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-10-5-5.
5. Дориомедов М.С., Дасковский М.И., Скрипачев С.Ю., Шеин Е.А. Полимерные композиционные материалы в железнодорожном транспорте России (обзор) // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. – 2016. – № 7. – С. 113–118. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 31.05.2019). DOI: 10.18577/2307-6046-2016-0-7-12-12.
6. Тимошков П. Н., Хрульков А. В., Язвенко Л. Н. Композиционные материалы в автомобильной промышленности (обзор) // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. – 2017. – № 6. – С. 61–68. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 31.05.2019). DOI: 10.18577/2307-6046-2017-0-6-7-7.
7. Каблов Е. Н. Композиты: сегодня и завтра // Металлы Евразии. – 2015. – № 1. – С. 36–39.
8. Каблов Е. Н., Старцев В. О. Системный анализ влияния климата на механические свойства полимерных композиционных материалов по данным отечественных и зарубежных источников (обзор) // Авиационные материалы и технологии. – 2018. – № 2. С. 47–58. DOI: 10.18577/2071-9140-2018-0-2-47-58.
9. Каблов Е. Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. – 2015. – № 1 (34) . – С. 3–33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
10. Селютин Г. Е., Гаврилов Ю. Ю., Воскресенская Е. Н. Композиционные материалы на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена: свойства, перспективы использования // Химия в интересах устойчивого развития. – 2010. – № 3. – С. 375–388.
11. Галибеев С. С., Хайруллин Р. З., Архиреев В. П. Сверхвысокомолекулярный полиэтилен. Тенденции и перспективы // Вестник Казанского технологического университета. – 2008. – № 2. – С. 50–55.
12. Werff H., Heisserer U. High performance ballisticfibres: Ultra-High Molecular Weight Polyethylene (UHMWPE). URL: https://www.researchgate.net/publication/292147035 (дата обращения: 31.05.2019).
13. Deitzel J.M., McDaniel P., Gillespie Jr J.W. High performance polyethylene fibres // Structure and Properties of High-Performance Fibers. – 2017. – P. 167–185
14. Гоголева О. В., Шилько И. С. Исследование влияния углеродных волокон на свойства и структуру композитов на основе СВМПЭ // Тр. Международной научно-технической конференции «Полимерные композиты и трибология» ПОЛИКОМТРИБ-2017. – С. 206.
15. Chan Jin, Jiangtao Hu, Jianqiang Wang. An amidoximated-UHMWPE fiber for selective and high efficient removal of Uranyl and Thorium from acid aqueous solution // Advances in Chemical Engineering and Science. – 2017. – № 7. – P. 45–59.
16. Технические характеристики углеродного волокна UMT [Электронный ресурс] URL: https://umatex.com/production/fiber/ (дата обращения: 30.05.2019).
17. Волокно Кевлар фирмы Дюпон [Электронный ресурс] URL: http://www.twistcom.ru/stati/structura.html (дата обращения: 31.05.2019).
18. Беляева Е. А., Косолапов А. Ф., Шацкий C. В. Гибридные композиты на основе волокнистых наполнителей из сверхвысокомолекулярного полиэтилена и стеклонаполнителей // Успехи в химии и химической технологии. – 2015. – № 10. – С.11–13.
19. Каталог продукции компании «Sinty Fiber» [Электронный ресурс] URL: http://www.sintyfiber.com/pshow1634.html (дата обращения: 31.05.2019).
20. Волкова А. В. Рынки крупнотоннажных полимеров // Национальный исследовательский университет Высшая школа экономики. Центр развития. – 2017. – С. 57. URL: https://dcenter.hse.ru/data/2018/02/04/1163443543 (дата обращения: 31.05.2019).
21. Рязанцева С. И., Илюшина С. В., Бугаева А. И. Сравнительная характеристика свойств модифицированного СВМПЭ // Проблемы и перспективы развития России: Молодежный взгляд в будущее. Т. 4. – 2018. – С. 202–204.
22. Панин С.В., Панин В.Е., Корниенко Л.А., Пувадин Т., Пирияон С., Шилько С.В. Модифицирование сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) нанонаполнителями для получения антифрикционных композитов // Химия и химическая технология. – 2011. – Т. 54, вып. 7. – С. 102–106.
23. Marissen R. Design with Ultra Strong Polyethylene Fibers // Materials Science and Applications. – 2011. – V. 2. – Р. 319–330.
24. Сергеева Е. А., Костина К. Д. Способы получения композитов и изделий на основе ткани из СВМПЭ и резины для производства топливных баков // Вестник Казанского технологического университета. – 2014. – Т. 17, № 5. – С. 101–105.
25. Khatiwada S., Armada Carlos A., Barrera Enrique V. Hypervelocity impact experiments on epoxy/ultra-high molecular weight polyethylene fiber composites reinforced with single-walled carbon nanotubes // Procedia Engineering. – 2013. – N 58. – С. 4–10.
26. Чурков Д. И., Жеребцов Д. Д., Нематуллоев С. Г. Исследование структуры и свойств самоармированных композиционных материалов на основе волокон из сверхвысокомолекулярного полиэтилена // Технические науки. – 2017. – № 11. – С. 145–150.
27. Корнеева Н.В., Кудинов В.В., Крылов И.К. Новые материалы, армированные СВМПЭ-волокнами // Химическая физика вчера, сегодня, завтра. Материалы юбилейной научной конференции, посвященной 80-летию ИХФ РАН, 2011. – С. 68–69.
28. Валуева М. И., Железина Г. Ф., Гуляев И. Н. Полимерные композиционные материалы повышенной̆ износостойкости на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена // Все материалы. Энциклопедический справочник. – 2017. – № 6. – С. 23–29.
29. Беляева Е. А., Косолапов А. Ф., Осипчик В. С., Шацкая Т. Е., Кузнецов А.А., Кладовщикова О. И., Гильман А. Б., Галицын В. П. Композиционный ударопрочный материал конструкционного назначения на основе волокнистых наполнителей из сверхвысокомолекулярного полиэтилена отечественного производства // Пластические массы. – 2014. – № 9–10. – С. 41–44.
30. Lin S. P., Han J. L., Yeh J. T. et al. Composites of UHMWPE fiber reinforced PU/epoxy grafted interpenetrating polymer networks // European Polymer Journal. – 2007. – V. 43. – P. 996–1008.
31. Беляева Е. А., Косолапов А. Ф., Шацкий С. В. Высокотехнологичные процессы как инструмент создания конкурентоспособных композиционных материалов на основе волокнистых наполнителей из свервысокомолекулярногополетилена (СВМПЭ) отечественного производства // Ползуновский Вестник. – 2016. – № 1. – С. 112–118.
32. Bouwmeester J. G. H., Marissen R., Bergsma O. K. Carbon/Dyneema® intralaminar hybrids: new strategy to increase impact resistance or decrease mass of carbon fiber composites // 26th International congress of the aeronautical sciences, 2008. – P. 1–6.
33. Nguyen L. H., Lдssig T. R., Ryan S. Numerical Modelling of Ultra-High Molecular Weight Polyethylene Composite Under Impact Loading // Procedia Engineering. – 2015. – V. 103. – P. 436–443.
34. Attwood J. P., Fleck N. A., Wadley H. N. G. The compressive response of ultra-high molecular weight polyethylene fibres and composites // International Journal of Solids and Structures. – 2015. – V. 71. – P. 141–155.
35. G u an g t i n g H an, X i a o we i T ao, X i a n b o L i. Study of the mechanical properties of ultra-high molecular weight polyethylene fiber rope // Journal of Engineered Fibers and Fabrics. – 2016. – V. 11. – P. 9–16.
36. Shishupal Singh, Yastuti Rao Gautam, Ajeet Pratap Singh, Mukesh Kumar Verma. Application of UHMWPE Fiber Based Composite Material // International Journal of Research in Advent Technology. 2018. – V. 6, N 7. – P. 1768–1771.
37. Сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ) – материал для экстремальных условий эксплуатации. URL: http://catalysis.ru/block/index.php?ID=3&SECTION_ID=1487 (дата обращения: 31.05.2019).
38. Пат. РФ 2346006. Катализатор и способ получения сверхвысокомолекулярного полиэтилена с использованием этого катализатора; заявл. 08.11.2007; опубл. 10.02.2009 // Бюл. № 4.
39. Высокопрочные нити из СВМПЭ. URL: http://www.rt-chemcomposite.ru/produktsiya/1099/ (дата обращения: 31.05.2019).
40. Полинит Текстиль. URL: http://polinit-textile.ru/pdf/spravka.pdf (дата обращения: 31.05.2019).
41. Волокна СВМПЭ и изделия из них. URL: http://www.formoplast-spb.ru/volokna-svmp/ (дата обращения: 31.05.2019).
42. Баронин Г. С., Бузник В. М., Худяков В. В. Полимерные композиционные материалы на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена, модифицированного нанодобавками // Вестник Тамбовского университета. – 2016. – Т. 21, вып. 3. – С. 886–888.
43. Куприянова Е. В., Крайнов А. С. Основные направления в разработке тактических бронешлемов // Вопросы оборонной техники. Композиционные неметаллические материалы в машиностроении. – 2018. – № 2 (189) . – С. 69–72.
44. Lдssig T., Nguyen L., May M., Riedel W., Heisserer U., Van der Werff H., Hiermaier S. A non-linear orthotropic hydrocode model for ultra-high molecular weight polyethylene in impact simulations // International Journal of Impact Engineering. – 2015. – V. 75. – P. 110–122.
45. Охлопкова А. А., Охлопкова Т. А., Борисова Р. В. Управление процессами структурообразования в полимерных композиционных материалах на основе СВМПЭ // Наука и образование. – 2015. – № 2. – С. 85–90.
Рецензия
Для цитирования:
Малаховский С.С., Валуева М.И., Имаметдинов Э.Ш. Сверхвысокомолекулярный полиэтилен как перспективный компонент в армированных полимерных композиционных материалах (Обзор). Вопросы материаловедения. 2019;(3(99)):116-127. https://doi.org/10.22349/1994-6716-2019-99-3-116-127
For citation:
Malakhovsky S.S., Valueva M.I., Imametdinov E.S. Ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE) as an advanced component in polymeric composite materials (Review). Voprosy Materialovedeniya. 2019;(3(99)):116-127. (In Russ.) https://doi.org/10.22349/1994-6716-2019-99-3-116-127
Просмотров:
1262
Послать статью по эл. почте 