Registration Number
0825U001910, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
02-07-2025
popup.evolution
o
Title
Technologies of the production of composite fiber materials for special purposes
Author
Yevhenii S. Bulhakov,
popup.head Bohdan M. Savchenko
popup.opponent Volodymur Levytskii
popup.opponent Nataliia Bereznenko
popup.opponent Oleksandr Sokolskii
popup.review Lyudmyla Galavska
popup.rada
Kyiv National University of Technologies and Design
Description
Дисертаційна робота присвячена вирішенню важливого науково-практичного завдання створення нових композиційних матеріалів зі спеціальними властивостями для виробництва фільтрувальних та маскувальних матеріалів. Актуальність роботи обумовлена потребою в створенні низки нових композиційних волокнистих матеріалів, що володіють цільовими фільтрувальними, механічними та функціональними характеристиками. Об’єктом дослідження є явище волокноутворення при аеродинамічному методі формування волокнистих матеріалів. Предметом дослідження слугують технології виробництва композиційних волокнистих матеріалів спеціального призначення. Наукова новизна одержаних результатів полягає у наступному: вперше створено композиції на основі полілактиду з тростинним та буряковим цукром. На основі встановлених кореляційних залежностей між параметрами виробництва та властивостями волокнистих матеріалів, використано розроблені композиції для одержання волокнистих матеріалів, що демонструють на 9-12% вищу затримуючу здатність відносно субмікронних часток, порівняно з традиційними поліпропіленовими матеріалами, що, ймовірно, пов'язано з тим, що цукор у процесі перероблювання може проявляти здатність до часткової міграції на поверхню сформованих волокон. Внаслідок цього відбувається локальне підвищення адгезійної активності волокон, що сприяє більш ефективному утриманню дрібнодисперсних аерозольних часток (розміром 0,3–1,0 мкм). Встановлено, що за вмісту вуглецевих нанотрубок понад 3% у волокнистих матеріалів на основі таких композицій спостерігаються не тільки антистатичні властивості, але і поява здатності таких волокнистих матеріалів до ефективного поглинання електромагнітного випромінювання (до 40 дБ втрати інтенсивності відбитого випромінювання в діапазоні 3-14 ГГц). Виявлено синергічний вплив карбонільного заліза з вуглецевими нанотрубками на питомий опір та радіопоглинальні властивості композиційних волокнистих матеріалів з поліуретану. Встановлено, що додавання 5% карбонільного заліза до волокнистого матеріалу з 3% вуглецевих нанотрубок дозволяє знизити питомий опір на 3,15*106 Ом/□, а інтенсивність відбитого електромагнітного випромінювання до 14 дБ, порівняно зі зразком, що містить тільки 3% вуглецевих нанотрубок. При цьому композиційні волокнисті матеріали на основі термопластичного поліуретану, що містять у своєму складі 5-50% карбонільного заліза не продемонстрували суттєвого впливу на провідність та радіопоглинальні властивості волокнистих матеріалів. Дістали подальшого розвитку уявлення про вплив карбонату кальцію та органічних модифікаторів на фізико-механічні, структурні та фільтрувальні властивості волокнистих матеріалів на основі поліпропілену та полілактиду. Виявлено, що за незмінних технологічних умов перероблення, введення наповнювача на основі карбонату кальцію до 15% сприяє зменшенню середнього діаметра волокон нетканих полотен на 20-24%, збільшенню затримуючої здатності відносно субмікронних часток на 3-13% та збільшенню видовження волокнистих матеріалів при розриві на 0,2-3%. Такі зміни ймовірно пов'язані з впливом карбонату кальцію на реологію розплаву термопластичних полімерів внаслідок його відносно високої теплопровідності. Практичне значення одержаних результатів полягає в наступному: на основі результатів дослідження розроблено технологічні схеми процесу одержання композиційних волокнистих матеріалів для виготовлення біорозкладних фільтрувальних матеріалів. Розроблено технологічну двоетапну схему одержання композиційних матеріалів для виготовлення радіомаскувальних, тепло-маскувальних та демпферних матеріалів. Розроблено технологічні рішення для зменшення вмісту поліпропілену в волокнистих матеріалах шляхом введення карбонату кальцію та пропіленових еластомерів. Створено волокнисті матеріали на основі полілактиду, що забезпечують на 5-14% вищу затримуючу здатність відносно часток субмікронного діаметра, порівняно з традиційними волокнистими матеріалами на основі поліпропілену. Розроблено композиційні волокнисті матеріали на основі полілактиду, що містять 6% модифікатора а основі полібутилен адипат терефталату та 15% мінерального наповнювача на основі карбонату кальцію. Встановлено, що такі матеріали мають на 17-22% вищу затримуючу здатність, на 5% вище видовження при розриві та в 2-4 рази вищу міцність при розриві порівняно з традиційними волокнистими матеріалами на основі поліпропілену. Вперше створено волокнисті матеріали на основі термопластичного поліуретану методом аеродинамічного розпилення розплаву на обладнанні, призначеному для переробки поліпропілену. Такий підхід суттєво відрізняється від традиційної технології отримання поліуретанових волокнистих матеріалів з розчину.
Registration Date
2025-05-22
popup.nrat_date
2025-05-22 / 2026-07-01
