ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ МОДИФИКАЦИИ ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ ОРГАНОСИЛАНОВЫМИ АППРЕТАМИ

Abstract

Модификация волокнистых наполнителей органосилановыми аппретами является эффективным способом направленного регулирования адгезионного взаимодействия между компонентами композиционных материалов. В работе исследованы химический состав и характер поверхности, механические свойства и смачивание модифицированных армирующих систем ‒ полиакрилонитрильного технического жгутика, гидратцеллюлозной технической нити и базальтовых нитей, растворами органосилановых аппретов: АГМ-9, А‑187 и А-174. Исследования образцов модифицированных волокнистых материалов проводились с использованием методов инфракрасной спектроскопии, сканирующей электронной и оптической микроскопии, механических испытаний и оценки их смачиваемости. На спектрах модифицированных нитей идентифицируются пики, характерные для групп, входящих в состав модификаторов, что позволяет предположить физико-химическое взаимодействие между функциональными группами органосиланов и гидроксильными группами волокнистых материалов, дополнительным подтверждением которого являются результаты термовлажностной обработки. Установлено, что на поверхности модифицированных элементарных нитей образуется равномерное плёночное покрытие. Результаты механических испытаний модифицированных волокнистых материалов свидетельствуют о значительном улучшении прочности по сравнению с немодифицированными волокнистыми материалами: относительная разрывная нагрузка ПАН-ТЖ увеличивается в среднем на 44 %, ГЦТН – на 52 %, БН – на 42 %. Проведен сравнительный анализ смачивания модифицированных армирующих систем эпоксидным олигомером, свидетельствующий об эффективном влиянии органосилановых аппретов на увеличение максимальной высоты капиллярного поднятия границы раствора эпоксидного олигомера и средней скорости смачивания нитей. Оценка кинетических данных смачивания модифицированных армирующих систем показала, что наиболее эффективным органосиланом, улучшающим адгезионную совместимость в системе матрица/наполнитель является А-174. Сформулированы физико-химические особенности модификации волокнистых материалов органосилановыми аппретами.