УВЕЛИЧЕНИЕ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ПРЕДЕЛА ПРОЧНОСТИ ОРГАНОПЛАСТИКОВ ПРИ ОБРАБОТКЕ АРАМИДНОГО ВОЛОКНА МНОГОСЛОЙНЫМИ УГЛЕРОДНЫМИ НАНОТРУБКАМИ

Abstract

В статье приводятся результаты повышения прочности единичных филаментов сополимерного пара-арамидного волокна при обработке волокна многослойными углеродными нанотрубками.  Эксперименты проводились на промышленной установке акционерного общества «Термотекс». Использовались многослойные углеродные нанотрубки производства Уральского научно-исследовательского института композиционных материалов. Окисление проводилось смесью концентрированных азотной и серной кислот. После отмывки кислот приготавливалась водная суспензия с использованием ультразвукового излучения. Водная суспензия окисленных многослойных нанотрубок обладала достаточной устойчивостью для проведения технологических экспериментов на серийном промышленном оборудовании. Определены параметры распределения Вейбулла для массивов экспериментальных данных прочности филаментов исходного волокна и филаментов образца волокна, обработанного многослойными углеродными нанотрубками.  С использованием полученных результатов по методу Kelly и Tyson рассчитаны предельные экстремальные значения прочности композитов, изготовленных из испытанных образцов волокон. Экстремальное значение для однонаправленного композиционного материала, изготовленного на основе исходного волокна, составило 5,699 ГПа, для композиционного материала на основе волокна, обработанного окисленными многослойными нанотрубками 6,270 ГПа. Увеличение составило 10,2 %. Полученные результаты показывают возможность увеличения прочностных свойств, как волокна, так и композиционного материала на его основе без существенной модернизации собственно дорогостоящей химической технологии пара-арамидного волокна, что подчёркивает технико-экономическую перспективность направления.