Контроль качества смешивания компонентов энергонасыщенного гетерогенного композиционного материала

Рассмотрены способы непосредственной и косвенной оценки качества смешивания дисперсных твердофазных компонентов в жидком полимерном связующем. Показано, что ряд получивших развитие в других областях технологии материалов способов количественной оценки смешивания (связанных с экстракцией твердофазных компонентов), не пригоден для контроля энергонасыщенного гетерогенного композиционного материала (ЭГКМ). Экспериментальным способом выявлены критериальные значения (диапазон) плотности ЭГКМ и определены основные группы характеристик ЭГКМ, обеспечивающих приемлемые эксплуатационные свойства данного материала. С использованием современного оборудования по апробированным методикам проведен комплекс исследований по установлению степени равномерности распределения в ЭГКМ частиц твердофазных компонентов, наличия, формы, размеров и распределения в объеме дефектов структуры материала, физико-механических свойств ЭГКМ после полимеризации. На основе сопоставления результатов инструментального определения основных характеристик ЭГКМ (структурных, физических) с эксплуатационными свойствами материала в зависимости от длительности процесса смешивания на конкретном оборудовании при прочих равных условиях установлено, что для успешного решения технологических задач приемлемым является способ косвенной оценки качества смешивания по итогам определения плотности ЭГКМ после его полимеризации. Этим может быть обеспечен оперативный выходной контроль качества конечного продукта, не требующий значительных материальных и временных затрат, при разработке технологических процессов и в ходе производства ЭГКМ.

энергонасыщенные гетерогенные композиционные материалы, компоненты, качество смешивания, контроль, методы исследования, критерии оценки

1. Kryvanos A. K., Ilyushchanka A. Ph., Piatsiushyk Ya. Ya, Prokhorov M.U. The choice of criteria for assessing the quality of mixing the components of an energy-saturated heterogeneous composite material. Poroshkovaya metallurgiya: respublikanskii mezhvedomstvennyi sbornik nauchnykh trudov [Powder Metallurgy: Republican Interdepartmental Collection of Scientific Papers]. Minsk, National Academy of Sciences of Belarus, 2019. Issue 42, pp. 194–199 (in Russian).

2. Ilyushchanka A. Ph., Kryvanos A. K., Piatsiushyk Ya. Ya., Smirnov G.V. Increasing the packing density of the solid phase of a heterogeneous composite material. The major problems and their solutions. Poroshkovaya metallurgiya: respublikanskii mezhvedomstvennyi sbornik nauchnykh trudov [Powder Metallurgy: Republican Interdepartmental Collection of Scientific Papers]. Minsk, Belaruskaya navuka Publ., 2017. Issue 40, pp. 42–47 (in Russian).

3. Kafarov V. V., Dorokhov I. N., Arutyunov S.Y. System Analysis of Chemical Technology Processes: Grinding and Mixing. Moscow, Yurait Publ. House, 2018. 440 p. (in Russian).

4. Selivanov Yu. T., Polyakov B.E. Optimization of Preparation of Multicomponent Mixtures in Circulating Mixers. Vestnik Tverskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta = Transactions of Tver State Technical University, 2015, vol. 21, no. 2, pp. 312–321 (in Russian). https://doi.org/10.17277/vestnik.2015.02.pp.312-321

5. Erenkov O. Y., Koval’chuk S.A. Innovative Technologies of Polymer Composite Materials. Khabarovsk, Publ. House of the Pacific State University, 2016. 187 p. (in Russian).

6. Bobryshev A. N., Erofeev V. T., Kozomazov V.N. Polymer Composite Materials: Teaching Medium. Moscow, Publ. House ASV, 2013. 480 p. (in Russian).

7. Boitsov B. V., Vasil’ev S. L., Gromashev A. G., Yurgenson S.A. Non-destructive testing methods used for PCM constructions. Trudy MAI, 2011, no. 49. Available at: http://trudymai.ru/published.php?ID=28061&PAGEN_2=2 (accessed 12 November 2019) (in Russian).

8. Ilyushchanka А. Ph., Buloichyk V. M., Kryvanos A. K., Piatsiushyk Ya. Ya. Formalization of the process and development of an algorithm for solid-phase mixing of components of a heterogeneous composite material. Vestsi Natsyyanal’nai akademii navuk Belarusi. Seryya fizika-technichnych navuk = Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series, 2018, vol. 63, no. 3, pp. 263–270 (in Russian). https://doi.org/10.29235/1561-8358-2018-63-3-263-270

9. Ilyushchanka А. Ph., Piatsiushyk Ya. Ya., Kryvanos A.K. Introduction of nanoscale additives in the process of modification of energy-saturated heterogeneous composite material. Vestsi Natsyyanal’nai akademii navuk Belarusi. Seryya fizika-technichnych navuk = Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series, 2019, vol. 64, no. 2, pp. 135–142 (in Russian). https://doi.org/10.29235/1561-8358-2019-64-2-135-142

10. Strenk F. Mixing and Equipment with Mixers. Leningrad, Khimiya Publ., 1975. 384 p. (in Russian).