Підвищена ударна міцність композитів із гліфталевої смоли з червоним шламом: порівняльне дослідження методів введення

Анотація

Метою цього дослідження було вивчити використання червоного шламу як екологічно безпечного наповнювача для композитів на основі гліфталевої смоли та методів його введення, а також оптимізувати властивості композитів і сприяти екологічно раціональному використанню матеріалів. Гліфталева смола була синтезована з гліцерину та фталевого ангідриду. Було застосовано два методи введення червоного шламу: механічне змішування та синтез in situ. Концентрація червоного шламу варіювалася від 7 до 56 мас. %. Ударну міцність отриманих композитів оцінювали за допомогою стандартизованих тестів. Дослідження показало, що червоний шлам значно підвищує ударну міцність композитів на основі гліфталевої смоли. Метод синтезу in situ забезпечив найкращі результати, досягаючи максимальної ударної міцності 22,05 Н·м за концентрації червоного шламу 36 мас. %, що на 12,5 % перевищувало значення для композитів, отриманих механічним змішуванням. Оптимальна концентрація наповнювача була визначена як 36 мас. %, тоді як при вищих концентраціях спостерігалося різке зниження міцності через агломерацію частинок. Крім того, ударна міцність збільшувалася зі зростанням тривалості синтезу, досягаючи свого максимуму на 480 хв для композитів із 7 мас. % червоного шламу. Це дослідження надало нову інформацію про інтеграцію червоного шламу як армуючого наповнювача в гліфталеві смоли та підкреслило переваги синтезу in situ у досягненні кращої дисперсії та взаємодії з матрицею, що сприяє розробці стабільних полімерних композитів. Результати демонструють можливість використання червоного шламу, складного промислового відходу, у виробництві високопродуктивних полімерних композитів. Дослідження пропонує практичні рекомендації щодо оптимізації концентрації наповнювачів і методів синтезу, що сприятиме розробці екологічно чистих і економічно вигідних матеріалів для промислового використання.