1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Химическая физика
  4. T. 42, № 11, 2023

Химическая физика, 2023, T. 42, № 11, стр. 54-62

Исследование водопоглощения полимерных композиционных материалов, подверженных механическому и температурному воздействиям, методом магнитно-резонансной томографии

Е. В. Морозов 1, 2, *, А. В. Ильичев 1, В. М. Бузник 1

1 Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук Федерального исследовательского центра “Красноярский научный центр СО РАН”
Красноярск, Россия

2 Институт химии и химической технологии Сибирского отделения Российской академии наук, Федерального исследовательского центра “Красноярский научный центр СО РАН”
Красноярск, Россия

* E-mail: morozovev@iph.krasn.ru

Поступила в редакцию 05.02.2023
После доработки 11.04.2023
Принята к публикации 20.04.2023

Аннотация

В работе представлены результаты исследования процессов водопоглощения образцами полимерных композиционных материалов на основе стеклопластика, подвергнутых низкоскоростному ударному воздействию с регулируемой энергией удара и знакопеременному температурному циклированию. С помощью метода магнитно-резонансной томографии (МРТ) визуализировано распределение поглощенной воды в структуре стеклопластика и изучена динамика ее накопления в различных областях образца. Обнаружено, что ударное механическое воздействие приводит к неоднородному распределению абсорбированной воды в образцах, а также к существенному аккумулированию свободной воды в областях разрушений и прилегающих к ним слоях в случае нарушения целостности внешнего слоя материала. Показано, что циклическое знакопеременное температурное воздействие не приводит к заметному изменению процессов водопоглощения и сопоставимо по своему эффекту с механическим неразрушающим воздействием. Полученные с помощью МРТ результаты хорошо согласуются с данными традиционных весовых измерений, что показывает эффективность метода в диагностике дефектов и механических повреждений полимерных композиционных материалов, подверженных воздействию водной среды.

Ключевые слова: композиционный материал, стеклопластик, ядерный магнитный резонанс, магнитно-резонансная томография, водопоглощение.

Список литературы

  1. Кербер М.Л. Полимерные композиционные материалы. Структура. Свойства. Технологии. СПб.: Профессия, 2008.

  2. Анпилова А.Ю., Масталыгина Е.Е., Храмеева Н.П. и др. // Хим. физика. 2020. Т. 39. № 1. С. 66; https://doi.org/10.31857/S0207401X20010021

  3. Клименко И.В. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 2. С. 70; https://doi.org/10.31857/S0207401X22020054

  4. Корнеева Н.В., Кудинов В.В., Крылов И.К. и др. // Хим. физика. 2019. Т. 38. № 9. С. 67; https://doi.org/10.1134/S0207401X19090036

  5. Николаев Е.В., Павлов М.Р., Лаптев А.Б. и др. // Тр. ВИАМ. 2017. Т. 56. № 8. С. 64; https://doi.org/10.18577/2307-6046-2017-0-8-7-7

  6. Wang Y. Principles of Magnetic Resonance Imaging: Physics Concepts, Pulse Sequences, & Biomedical Applications. CreateSpace Independent Publishing Platform, 2012.

  7. Koptyug I.V. // Progr. Nucl. Magn. Reson. Spectroscopy. 2012. V. 65. P. 1.

  8. Blumich B. NMR Imaging of Materials. Oxford: Clarendon Press, 2003.

  9. Bouznik V.M., Morozov E.V., Avilova I.A. et al. // Appl. Magn. Reson. 2016. V. 47. №. 3. P. 321.

  10. Morozov E.V., Novikov M.M., Bouznik V.M. // Addit. Manufact. 2016. V. 12. P. 16.

  11. Morozov E., Novikov M., Bouznik V. et al. // Rapid Prototyp. J. 2019. V. 25. №. 6. P. 1007.

  12. Соколов И.И., Раскутин А.Е. // Тр. ВИАМ. 2013. Т. 9. № 4. С. 4.

  13. Startsev V.O., Il’ichev A.V. // Mech. Compos. Mat. 2018. V. 54. №. 2. P. 145.

  14. Berketis K., Tzetzis D. // J. Mater. Sci. 2010. V. 45. № 20. P. 5611; https://doi.org/10.1007/s10853-010-4626-x

  15. Старцев В.О., Панин С.В., Старцев О.В. // Механика композит. материалов. 2015. Т. 51. № 6. С. 1081.

  16. Старцев В.О., Махоньков А.Ю., Котова Е.А. // Авиац. матер. и технологии. 2015. № S1. С. 49; https://doi.org/10.18577/2071-9140-2015-0-S1-49-55

  17. Старцев О.В., Прокопенко К.О., Литвинов А.А. и др. // Клеи. Герметики. Технологии. 2009. № 8. С. 18.

  18. Каблов Е.Н., Старцев О.В. // Авиац. матер. и технологии. 2015. Т. 4. № 37. С. 38; https://doi.org/10.18577/2071-9140-2015-0-4-38-52

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Химическая физика

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал