Реологические и физико-механические свойства термореактивных полимерных композитов с наполнителями из углеродных наноструктур и монтмориллонита

Термореактивные полимеры широко применяются в строительстве в качестве ремонтных составов, защитных и декоративных покрытий. Исследования, направленные на улучшение реологических и физико-механических свойств композитов с эпоксидной основой при внесении в их состав конструкционных и функциональных наполнителей являются перспективными. Исследованы реологические и физико-механические свойства композиционных материалов, содержащих в составе эпоксидную смолу, углеродные нанотрубки и монтмориллонит Garamite 7305. Однослойные скрученные нанотрубки имели диаметр около 75 нм и длину 300 нм, синтезировались в виде пластинок путем осаждения в вакууме атомарного углерода на медную подложку. Были получены композиции на эпоксидной основе с разным процентным содержанием нанотрубок и монтмориллонита. Проводились реологические исследования полученных материалов. Динамическая вязкость композита при увеличении в процентном отношении наполнителей возрастала при малых скоростях сдвига и снижалась практически до одинакового значения при скорости сдвига 100 1/с. Углеродные нанотрубки в концентрациях 5 и 10% вызывали линейное увеличение напряжения сдвига с ростом скорости сдвига, при этом образцы проявляли поведение, аналогичное жидкости. При добавлении 15% углеродных нанотрубок был достигнут предел текучести при сдвиге в 500 Па, ниже этого предела состав демонстрировал твердые свойства при напряжениях. Введение 2% монтмориллонита в состав с 15%-м содержанием углеродных нанотрубок удвоило предел текучести материала, доведя его до 1000 Па. Испытания при изгибе образцов, полученных методом литья, показали лишь небольшое снижение прочности композита по сравнению с чистой эпоксидной смолой. В результате исследования были получены оптимальные составы композитов на основе эпоксидной смолы с функциональными наполнителями, отличающиеся удобством в использовании, в том числе для 3D-печати, благодаря значительному увеличению текучести материала при проходе через сопло инструмента.