plasticnewsПластические массыPlasticheskie massy0554-2901PLASTMASSY Publishing House (Moscow)10.35164/0554-2901-2025-05-54-57plasticnews-1183Research ArticleСтатьиВлияние электрического поля на адгезионную прочность соединений «полимер – волокно». Создание методики измеренийThe effect of an electric field on the adhesive strength of polymer-fiber joints. Creating a measurement methodologyГоренбергА. Я.GorenbergA. Ya.

Москва

Moscow 

viva@chph.ras.ruГорбаткинаЮ. А.GorbatkinaYu. A.

Moscow 

ГорбуноваИ. Ю.GorbunovaI. Yu.

Москва

Moscow 

Иванова-МумжиеваВ. Г.Ivanova-MumzhievaV. G.

Москва

Moscow 

КорохинР. А.KorokhinR. A.

Москва

Moscow 

ЧерногильН. В.ChernogilN. V.

Москва

Moscow 

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук (ФИЦ ХФ РАН)РоссияN.N. Semenov Federal Research Center for Chemical Physics RAS (FRCCP RAS)Russian FederationРоссийский химико-технологический университет им. Д.И. МенделееваРоссияMendeleev University of Chemical Technology of RussiaRussian Federation202510112025055457Copyright © Горенберг А.Я., Горбаткина Ю.А., Горбунова И.Ю., Иванова-Мумжиева В.Г., Корохин Р.А., Черногиль Н.В., 20252025Горенберг А.Я., Горбаткина Ю.А., Горбунова И.Ю., Иванова-Мумжиева В.Г., Корохин Р.А., Черногиль Н.В.Gorenberg A.Y., Gorbatkina Y.A., Gorbunova I.Y., Ivanova-Mumzhieva V.G., Korokhin R.A., Chernogil N.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.plastics-news.ru/jour/article/view/1183

Создана методика, позволяющая изучать влияние электрического поля на адгезионную прочность соединений «полимер – волокно». Предложены конструкции необходимых образцов и методика проведения процесса их «горячего» и «холодного» отверждения в присутствии электрического поля. На примере соединений «стальное волокно – эпоксидное связующее, наполненное нанотрубками» показана высокая чувствительность созданной методики.

A technique has been developed to study the effect of an electric field on the adhesive strength of polymer–fiber compounds. The designs of the necessary samples and the procedure of carrying out the process of their “hot” and “cold” curing in the presence of an electric field are proposed. Using the example of “steel fiber – epoxy binder filled with nanotubes” compounds, the high sensitivity of the developed method is shown.

соединения «полимер – волокно»электрическое полеадгезионная прочностьизготовление и отверждение образцовэпоксидное связующееуглеродные нанотрубкистальные волокнаметод pull-outpolymer–fiber compoundselectric fieldadhesive strengthsample fabrication and curingepoxy bindercarbon nanotubessteel fiberspull-out methodРабота выполнена по государственному заданию ФИЦ ХФ РАН (Рег. номер НИОКТР 125012200641-2)ReferencesКаблов Е.Н., Кондрашов С.В., Юрков Г.Ю. Перспективы использования углеродсодержащих наночастиц в связующих для полимерных композиционных материалов // Российские нанотехнологии. 2013. Т. 8. №3–4. С. 28–46. EDN: PXWTLJ.Каблов Е.Н., Кондрашов С.В., Юрков Г.Ю. Перспективы использования углеродсодержащих наночастиц в связующих для полимерных композиционных материалов // Российские нанотехнологии. 2013. Т. 8. №3–4. С. 28–46. EDN: PXWTLJ.Kunitoshi Yamamoto, Seiji Akita and Yoshikazu Nakayama. Orientation and purification of carbon nanotubes using ac electrophoresis // J. Phys. D: Appl. Phys. 1998. Vol. 31. P. L34–L36. DOI: 10.1088/0022-3727/31/8/002.Kunitoshi Yamamoto, Seiji Akita and Yoshikazu Nakayama. Orientation and purification of carbon nanotubes using ac electrophoresis // J. Phys. D: Appl. Phys. 1998. Vol. 31. P. L34–L36. DOI: 10.1088/0022-3727/31/8/002.Martina C.A., Sandler J.K.W., Windle A.H., Schwarz M.-K., Bauhofer W., Schulte K., Shaffer M.S.P. Electric field-induced aligned multi-wall carbon nanotube networks in epoxy composites // Polymer. 2005. V. 46. Р. 877– 886. DOI: 10.1016/j.polymer.2004.11.081.Martina C.A., Sandler J.K.W., Windle A.H., Schwarz M.-K., Bauhofer W., Schulte K., Shaffer M.S.P. Electric field-induced aligned multi-wall carbon nanotube networks in epoxy composites // Polymer. 2005. V. 46. Р. 877– 886. DOI: 10.1016/j.polymer.2004.11.081.Cheol Park, John Wilkinson, Sumanth Banda, Zoubeida Ounaies, Kristopher E. Wise, Godfrey Sauti, Peter T. Lillehei, Joycelyn S. Harrison. Aligned Single-Wall Carbon Nanotube Polymer Composites Using an Electric Field // Journal of Polymer Science: Part B: Polymer Physics. 2006. Vol. 44. Р. 1751–1762. DOI: 10.1002/polb.20823.Cheol Park, John Wilkinson, Sumanth Banda, Zoubeida Ounaies, Kristopher E. Wise, Godfrey Sauti, Peter T. Lillehei, Joycelyn S. Harrison. Aligned Single-Wall Carbon Nanotube Polymer Composites Using an Electric Field // Journal of Polymer Science: Part B: Polymer Physics. 2006. Vol. 44. Р. 1751–1762. DOI: 10.1002/polb.20823.Коpохин P.А., Солодилов В.И., Горбаткина Ю.А., Отегов А.В. Влияние ультразвуковой обработки наномодифицированных связующих на вязкость разрушения отвержденных композиций // Механика композиционных материалов и конструкций. 2011. Т. 17. №4. С. 527–538. EDN: OOBNXJ.Коpохин P.А., Солодилов В.И., Горбаткина Ю.А., Отегов А.В. Влияние ультразвуковой обработки наномодифицированных связующих на вязкость разрушения отвержденных композиций // Механика композиционных материалов и конструкций. 2011. Т. 17. №4. С. 527–538. EDN: OOBNXJ.Латыпов З.З. Анизотропное усиление свойств нанокомпозитов методами электромагнитной ориентации наночастиц в матрице // Научное приборостроение. 2011. Т. 21, №1. С. 50–52. EDN: NDAKMV.Латыпов З.З. Анизотропное усиление свойств нанокомпозитов методами электромагнитной ориентации наночастиц в матрице // Научное приборостроение. 2011. Т. 21, №1. С. 50–52. EDN: NDAKMV.Корохин Р.А., Солодилов В.И., Горбаткина Ю.А., Куперман А.М. Использование углеродных нанотрубок в качестве модификаторов эпоксиполисульфоновых матриц намоточных органопластиков // Механика композитных материалов. 2013. Т. 49, №1. С. 77–86.Корохин Р.А., Солодилов В.И., Горбаткина Ю.А., Куперман А.М. Использование углеродных нанотрубок в качестве модификаторов эпоксиполисульфоновых матриц намоточных органопластиков // Механика композитных материалов. 2013. Т. 49, №1. С. 77–86.Sheka E.F., Natkaniec I., Mel’nikov V., Druzbicki K. Neutron scattering from graphene oxide paper and thermally exfoliated reduced graphene oxide // Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics. 2015. 6 (3). P. 378–393. DOI: 10.17586/2220-8054-2015-6-3-378-393.Sheka E.F., Natkaniec I., Mel’nikov V., Druzbicki K. Neutron scattering from graphene oxide paper and thermally exfoliated reduced graphene oxide // Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics. 2015. 6 (3). P. 378–393. DOI: 10.17586/2220-8054-2015-6-3-378-393.Большаков В.А., Солодилов В.И., Корохин Р.А., Кондрашов С.В., Меркулова Ю.И., Дьячкова Т.П. Исследование трещиностойкости полимерных композиционных материалов, изготовленных методом инфузии с использованием различных концентратов на основе модифицированных УНТ // Труды ВИАМ, 2017. №7(55). С. 9. EDN: YZLTOL.Большаков В.А., Солодилов В.И., Корохин Р.А., Кондрашов С.В., Меркулова Ю.И., Дьячкова Т.П. Исследование трещиностойкости полимерных композиционных материалов, изготовленных методом инфузии с использованием различных концентратов на основе модифицированных УНТ // Труды ВИАМ, 2017. №7(55). С. 9. EDN: YZLTOL.D.A. Bulgakov, A.Ya. Gorenberg, and A.M. Kuperman. Orientation of Anisotropic Carbon Particles in the Matrix of Reinforced Plastics by an AC Electric Field. Mechanics of Composite Materials. 2018. Vol. 54, N5. Р. 941–952. DOI: 10.1007/s11029-018-9772-2.D.A. Bulgakov, A.Ya. Gorenberg, and A.M. Kuperman. Orientation of Anisotropic Carbon Particles in the Matrix of Reinforced Plastics by an AC Electric Field. Mechanics of Composite Materials. 2018. Vol. 54, N5. Р. 941–952. DOI: 10.1007/s11029-018-9772-2.Кербер М.Л., Виноградов В.М., Головкин Г.С. и др. Полимерные композиционные материалы: структура, свойства, технология. – СПб.: Профессия, 2008. 560 с. ISBN: 978-5-91844-136-5.Кербер М.Л., Виноградов В.М., Головкин Г.С. и др. Полимерные композиционные материалы: структура, свойства, технология. – СПб.: Профессия, 2008. 560 с. ISBN: 978-5-91844-136-5.Горбаткина Ю.А., Иванова-Мумжиева В.Г., Шуль Г.С. Адгезия термопластичных матриц к углеродным волокнам // Химические волокна. 1995. №4. С. 33–37.Горбаткина Ю.А., Иванова-Мумжиева В.Г., Шуль Г.С. Адгезия термопластичных матриц к углеродным волокнам // Химические волокна. 1995. №4. С. 33–37.Drzal L.T., Rich M.J., Lloyd P.F. Adhesion of graphite fibers to epoxy matrix: 1. The role of fiber surface treatment // J. Adhesion. 1983. Vol. 16. N1. P. 1–30. DOI: 10.1080/00218468308074901.Drzal L.T., Rich M.J., Lloyd P.F. Adhesion of graphite fibers to epoxy matrix: 1. The role of fiber surface treatment // J. Adhesion. 1983. Vol. 16. N1. P. 1–30. DOI: 10.1080/00218468308074901.Narkis M., Chen E.J.H., Pipes R.B. Review of methods for characterization of interfacial fiber-matrix polymer composites // Polym.Composites.1988. Vol. 9, N 4. P. 254–261. DOI: 10.1002/pc.750090402.Narkis M., Chen E.J.H., Pipes R.B. Review of methods for characterization of interfacial fiber-matrix polymer composites // Polym.Composites.1988. Vol. 9, N 4. P. 254–261. DOI: 10.1002/pc.750090402.Miller B., Gaur U., Hirt D. E. Measurement and mechanical aspects of the microbond pull-out technique for obtaining fiber/resin interfacial shear strength // Compos. Sci. Technol. 1991. Vol. 42. N3. P. 207–219. DOI: 10.1016/0266-3538(91)90018-k.Miller B., Gaur U., Hirt D. E. Measurement and mechanical aspects of the microbond pull-out technique for obtaining fiber/resin interfacial shear strength // Compos. Sci. Technol. 1991. Vol. 42. N3. P. 207–219. DOI: 10.1016/0266-3538(91)90018-k.Herrera-Franco P.J., Drzal L.T. Comparison of methods for the measurement of fibre/matrix adhesion in composites // Composites. 1992. Vol. 23, N6. P. 2–27. DOI: 0010-4361/92/010002-26.Herrera-Franco P.J., Drzal L.T. Comparison of methods for the measurement of fibre/matrix adhesion in composites // Composites. 1992. Vol. 23, N6. P. 2–27. DOI: 0010-4361/92/010002-26.Chua P.S., Dai S.R., Piggott M.R. The glass fibre-polymer interface. II. Work of fracture and shear stresses // J. Mater. Sci. 1992. Vol. 27. P. 913–918.Chua P.S., Dai S.R., Piggott M.R. The glass fibre-polymer interface. II. Work of fracture and shear stresses // J. Mater. Sci. 1992. Vol. 27. P. 913–918.Zhandarov S.F., and Pisanova E.V. The local bond strength and its determination by fragmentation and pull-out tests // Compos. Sci. Technol. 1997. Vol. 57. P. 957–964. DOI: 10.1016/s0266-3538(97)00037-7.Zhandarov S.F., and Pisanova E.V. The local bond strength and its determination by fragmentation and pull-out tests // Compos. Sci. Technol. 1997. Vol. 57. P. 957–964. DOI: 10.1016/s0266-3538(97)00037-7.Горбаткина Ю.А. Адгезионная прочность в системах полимер - волокно. М.: Химия, 1987. 192 с.Горбаткина Ю.А. Адгезионная прочность в системах полимер - волокно. М.: Химия, 1987. 192 с.Горбаткина Ю.А., Иванова-Мумжиева В.Г. Адгезия модифицированных эпоксидов к волокнам // М.: ТОРУС ПРЕСС. 2018. 216 с. EDN: VSLZAO.Горбаткина Ю.А., Иванова-Мумжиева В.Г. Адгезия модифицированных эпоксидов к волокнам // М.: ТОРУС ПРЕСС. 2018. 216 с. EDN: VSLZAO.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.