Modern strategies for repairing transport systems and facilities using modified epoxy plastics

Abstract

Важливою особливістю експлуатації суднових транспортних систем та засобів є можливість використання методів поточного й капітального ремонту машин і механізмів. Довговічність роботи деталей та елементів машин суттєво залежить від стану механізмів у поточний момент, критичних умов їх теплового та силового навантаження. Це особливо стосується вузлів машинного відділення сучасних суден. Виходячи з наведеної вище проблеми, актуальним на сьогодні є вирішення питання поточного ремонту транспортних систем та засобів, позаяк виникнення аварійного стану при роботі систем потребує негайного їх нівелювання під час перебування суден у рейсі. В цьому контексті перспективним є застосування сучасних стратегій ремонту транспортних систем та засобів, які передбачають використання модифікованих полімерних епоксипластів. Розроблення нових матеріалів з поліпшеними властивостями не можливе без наукових досліджень їх когезійних характеристик. Останні можна покращувати за рахунок уведення в епоксидний олігомер хімічно активних модифікаторів. У роботі визначали оптимальний вміст модифікатора в епоксидному олігомері за критеріями когезійної міцності, такими, як руйнівні напруження та модуль пружності при згинанні, ударна в’язкість композитів. У вигляді основи при формуванні зв’язувача обрано епоксидний олігомер ЕД-20. Полімеризували композиції твердником ПЕПА. Як модифікатор застосовували 2,4-диаміноазобензол-4’-карбонову кислоту. Доведено, що для формування матеріалів з поліпшеними когезійними властивостями необхідно використовувати композицію наступного складу: епоксидний олігомер ЕД-20 (100 мас.ч.), твердник ПЕПА (10 мас.ч.), модифікатор 2,4-диаміноазобензол-4’-карбонова кислота (0,5…1,0 мас.ч.). Формування такого матеріалу забезпечує порівняно з вихідною епоксидною матрицею суттєве підвищення показників механічних властивостей композитів. Таким чином, у статті вирішено актуальну науково-технічну задачу стосовно вдосконалення сучасних стратегій ремонту транспортних систем та засобів із використанням нових модифікованих епоксипластів. Цього досягали шляхом вибору структурних складових матеріалів на основі результатів дослідження процесів міжфазової взаємодії при формуванні гетерогенних систем та їх когезійних властивостей.

The important feature of the ship transportation systems and facilities operation is the possibility of using methods of current and capital repair of machines and mechanisms. The durability of machine parts and elementsoperation significantly depends on the state of the mechanisms at the current moment, the critical conditions of their thermal and power load. This applies especially to engine room components of modern vessels. Based on the above-mentioned problem, the solution of the issue of current repair of transport systems and facilities is important today, since the occurrence of emergency condition while the systems are in operation requires their immediate leveling during the vessels voyage. In this context, the application of modern strategies for the repairing of transport systems and facilities, which involve the use of modified polymer epoxy plastics, is promising. The development of new materials with improved properties is impossible without scientific research of their cohesive characteristics. The latter can be improved by introducing chemically active modifiers into epoxy oligomer. The optimal content of the modifier in the epoxy oligomer was determined in this paper according to the cohesive strength criteria, such as destructive stresses and flexural elastic modulus, impact strength of composites. Epoxy oligomer ED-20 was chosen as the basis for binder formation. Compositions were polymerized with PEPA hardener. 2.4-diaminoazobenzene-4’-carboxylic acid was used as a modifier. It is proved that for the formation of materials with improved cohesive properties, it is necessary to use the composition of the following content: epoxy oligomer ED-20 (100 wt. parts), hardener PEPA (10 wt. parts), modifier 2.4-diaminoazobenzene-4’-carbonate acid (0.5... 1.0 wt. parts). The formation of such material ensures significant increase in the mechanical properties of composites compared to the original epoxy matrix. An important scientific and technical problem regarding the improvement of modern strategies for transport systems and facilities repairing by means of new modified epoxy plastics is solved in this paper. This is achieved by selecting the structural component materials based on the results of the investigations of interphase interaction processes during the formation of heterogeneous systems and their cohesive properties.