The effect of an electric field on the adhesive strength of polymer-fiber joints. Creating a measurement methodology
https://doi.org/10.35164/0554-2901-2025-05-54-57
Abstract
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.
About the Authors
A. Ya. Gorenberg
N.N. Semenov Federal Research Center for Chemical Physics RAS (FRCCP RAS)
Russian Federation
Russian Federation
Moscow
Yu. A. Gorbatkina
N.N. Semenov Federal Research Center for Chemical Physics RAS (FRCCP RAS)
Russian Federation
Russian Federation
Moscow
I. Yu. Gorbunova
Mendeleev University of Chemical Technology of Russia
Russian Federation
Russian Federation
Moscow
V. G. Ivanova-Mumzhieva
N.N. Semenov Federal Research Center for Chemical Physics RAS (FRCCP RAS)
Russian Federation
Russian Federation
Moscow
R. A. Korokhin
N.N. Semenov Federal Research Center for Chemical Physics RAS (FRCCP RAS)
Russian Federation
Russian Federation
Moscow
N. V. Chernogil
Mendeleev University of Chemical Technology of Russia
Russian Federation
Russian Federation
Moscow
References
1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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.
5. 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.
6. Латыпов З.З. Анизотропное усиление свойств нанокомпозитов методами электромагнитной ориентации наночастиц в матрице // Научное приборостроение. 2011. Т. 21, №1. С. 50–52. EDN: NDAKMV.
7. 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.
8. 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.
9. 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.
10. 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.
11. 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.
12. Горбаткина Ю.А., Иванова-Мумжиева В.Г., Шуль Г.С. Адгезия термопластичных матриц к углеродным волокнам // Химические волокна. 1995. №4. С. 33–37.
13. 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.
14. 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.
15. 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.
16. 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.
17. 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.
18. 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.
19. Горбаткина Ю.А. Адгезионная прочность в системах полимер - волокно. М.: Химия, 1987. 192 с.
20. Горбаткина Ю.А., Иванова-Мумжиева В.Г. Адгезия модифицированных эпоксидов к волокнам // М.: ТОРУС ПРЕСС. 2018. 216 с. EDN: VSLZAO.
Review
For citations:
Gorenberg A.Ya., Gorbatkina Yu.A., Gorbunova I.Yu., Ivanova-Mumzhieva V.G., Korokhin R.A., Chernogil N.V. The effect of an electric field on the adhesive strength of polymer-fiber joints. Creating a measurement methodology. Plasticheskie massy. 2025;(5):54-57. (In Russ.) https://doi.org/10.35164/0554-2901-2025-05-54-57
Views:
5
Email this article 
