Реєстраційний номер
0825U003632, Дисертація доктора філософії
На здобуття
Доктор філософії
Дата захисту
23-10-2025
Статус
Захищена
Назва роботи
Розроблення фталонітрильних зв'язок для алмазно-абразивних інструментів
Здобувач
Курганов Роман Миколайович,
Керівник Пащенко Євген Олександрович
Опонент Хоменко Володимир Григорович
Опонент Мельник Любов Іванівна
Рецензент Фесенко Ігор Павлович
Рецензент Мечник Володимир Аркадійович
Установа, організація, у вченій раді якої відбудеться/відбувся захист
Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля Національної академії наук України
Опис
Дисертаційна робота присвячена дослідженню фталонітрильних мономерів, модифікованих за рахунок введення гнучких зв'язувальних фрагментів.
У першому розділі даної роботи виконано всебічний аналіз досліджень фталонітрильних полімерів та наведені умови полімеризації, показаний зв’язок між режимом затвердіння та структурою полімеру.
У другому розділі показані методи досліджень основних характеристик фталонітрильних зв’язуючих, зроблено огляд існуючих фталонітрильних полімерів та їх використання у різноманітних областях, наведені існуючі методи синтезів фталонітрильних мономерів, можливі ініцатори отвердження.
У третьому розділі починається практична частина дисертацї. Синтезовані фталонітрильні мономери з циклоімідними ядрами на основі 4,4’-окси-біс-тетракарбонового ангідриду та 4,4’-карбоніл-біс-тетракарбонового ангідриду з виходом 71% та 81% на вихідний ангідрид, з технологічним вікном переробки в полімери 220-290 °C та максимально досяжною конверсією нітрильних груп при полімеризації 91 та 94% відповідно. Визначені методи і матеріали, які використовувалися в процесі виконання дисертаційної роботи. Наведені відповідні спектри речовин.
В четвертому розділі досліджений процес модифікування фталонітрильних мономерів нанодисперсними частинками бору шляхом введення сполуки бору з масовою долею 12% з подальшою обробкою суміші при тисках в діапазоні 0,5-1,6 ГПа, та виявлено, що мінімальний розмір наночастинок, які утворюються при подальшій полімеризації, становить 5,2-5,5 нм для обох видів мономеру при тиску обробки, що становить 1,25 ГПа, та залишається стабільним при подальшому збільшенні тиску;
Визначене співвідношення фталоціанінових та триазинових циклів у складі фталонітрильних полімерів, допованих наночастинками бору,та показано,що найбільший вміст фталоціанінових циклів, які забезпечують високий рівень міцності та теплостійкості полімеру, а саме – 1,2:1, досягається при тиску попередньої обробки мономерної суміші 1,25 ГПа, що узгоджується з умовами формування найменших за розміром наночастинок бору, та значно перевищує максимально відомий з доступних публікацій рівень 0,7:1.
В п’ятому розділі вперше здійснене модифікування поверхні вуглецевих матеріалів (карбонових волокон) шляхом генерування парамагнітних центрів, тобто неспарених електронів, зв’язаних з поверхневими атомами карбону, на відміну від традиційного прищеплення молекулярних фрагментів різної природи. Показано, що новий метод модифікування забезпечує підвищення модуля пружності композитів на фталонітрильних зв’язуючих в 1,3 рази порівняно з використанням немодифікованого наповнювача, та збільшення коксового залишку в 1,15-1,25 рази порівняно з використанням карбонового волокна, модифікованого аміносиланом;
Вивчені механічні властивості композиційних матеріалів на синтезованих фталонітрильних зв’язуючих, наповнених карбоновими волокнами, з метою виготовлення корпусів абразивних інструментів, які поєднують малу питому вагу (1,75-1,85 г/см3), високий модуль пружності (до 6,5 ГПа) та високу хімічну стійкість в рідких технологічних середовищах, що застосовуються на сучасних шліфувальних оброблюючих центрах з ЧПУ;
Досліджена мікромеханічна поведінка композиційних матеріалів на фталонітрильних зв’язуючих, які піддавали попередньому впливу тисків 0,5 та 1,25 ГПа, модифікованих наночастинками бору, у порівнянні з натрій-боросилікатним склом, що широко застосовується, як керамічне зв’язуюче, а також з традиційними зв’язуючими полімер-абразивних композитів, а саме, феноло-формальдегідним полімером та поліамідоімідом. Виявлена практична тотожність пружно-пластичної та дисипативної поведінки полімеру з фталонітрильного зв’язуючого, попередньо підданого тиску 1,25 ГПа та скла на противагу традиційним полімерним зв’язкам;
В шостому розділі відпрацьовані технологічні параметри виготовлення шліфувальних інструментів форм 1A1 та 12A2-45 з кубічного нітриду бору на фталонітрильних зв’язуючих з температурою отвердження до 300-350◦C у сталевих пресформах при зусиллі притиску 50 МПа з часом витримки 1 година, що дозволило вперше в практиці абразивного матеріалознавства отримати полімерні композити, придатні для прецизійного формоутворення профілю з використанням алмазного правлячого інструменту, за низькотемпературною технологією, властивою полімер-абразивним композитам, на противагу спіканню при 1100-1250 ◦C, необхідного для керамічних зв’язок, які досі не мали альтернативи в процесах шліфування, що потребують безперервної чи циклічної правки;
Виготовлені шліфувальні інструменти з кубічного нітриду бору на фталонітрильних зв’язуючих, що дозволило вперше в практиці абразивного матеріалознавства отримати полімерні композити, придатні для прецизійного формоутворення профілю з використанням алмазногоправлячого інструменту;
Отримані в результаті роботи мономери та зв‘язуючі можуть бути використані для створення конструкцій з ПКМ, зберігають міцність при високих температурах.
Дата реєстрації
2025-09-01
Додано/оновлено в НРАТ
2025-10-27 / 2026-07-01
