Анализ свойств полимерных композитов с различными типами наполнителей

Приведены процессы структурообразования композиционных строительных материалов (КСМ) на полимерных связующих. Показано, что одним из наиболее значимых компонентов КСМ являются наполнители, которые позволяют улучшить их структурных и эксплуатационных характеристики. Работа посвящена анализу результатов экспериментального исследования свойств эпоксидных композитов с наполнителями, обладающими различными прочностными и упругопластическими свойствами. Исследования выполнены в три этапа: на первом этапе проведена оценка влияния природы наполнителя на процессы отверждения КСМ; на втором – установлено влияние вида наполнителя и его количественного содержания на прочность композитов; на третьем – проведена оптимизация составов с применением наполнителей с различными показателями зернового состава и упругопластических свойств. В качестве наполнителей на первом и втором этапах исследований рассматривались порошки стекла, доломита, термолита, диатомита, а на третьем – порошки стекла, керамики и мела. Исследования на третьем этапе проводились с использованием математических методов планирования эксперимента с построением матрицы планирования для полного факторного эксперимента и определением значений функций отклика относительно кодированных факторов. Установлены степень отверждения, физико-механические свойства; химическая стойкость наполненных эпоксидных КСМ. На основе искусственных нейронных сетей были определены максимальные свойства исследуемых композитов с наполнителями. Предложена также оценка структурных свойств на основе ранговой корреляции. Результаты исследований могут быть использованы для прогнозирования свойств КСМ, а также для уточнения экстремальных показателей свойств. Установлены зависимости изменения свойств полимерных композитов от характеристик поверхности, дисперсности наполнителей и степени наполнения; определены предпочтительные наполнители для эпоксидных композитов; для оценки влияния упругих поверхностных свойств композитов определены наполнители, позволяющие улучшить показатели прочности и деформируемости полимерных композитов; получены регрессионные модели на основе полного факторного эксперимента; сделана оценка «структурной устойчивости» исследованных композитов с помощью ранговой корреляции Пирсона, Кендалла, Спирмена; на основе искусственных нейронных сетей определены экстремальные показатели свойств исследуемых композитов с наполнителями. Результаты исследований могут быть использованы для уточнения экстремальных показателей и прогнозирования свойств КСМ.