vestichИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия химических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Chemical Series1561-83312524-2342The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8331-2023-59-1-56-66vestich-790Research ArticleТЕХНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯTECHNICAL CHEMISTRY AND CHEMICAL ENGINEERINGХарактеристики полых стеклянных микросфер и проектирование легких полимерных композиционных материалов различного состава и дисперсной структурыCharacteristics of hollow glass microspheres and design of light polymer composite materials of different composition and dispersed structureТрофимовА. Н.TrofimovA. N.

Трофимов Александр Николаевич – д-р техн. наук,ген. директор

п. г. т. Андреевка, 3А, 141551, Солнечногорский р-н, Московская обл.

Trofimov Alexander N. – D. Sc. (Engineering), GeneralDirector of JSC NPO Stekloplastik

settlement Andreevka, 3A, 141551, Solnechnogorsk, Moscow region

a.trofimov@npostek.ruСимонов-ЕмельяновИ. Д.Simonov-EmelyanovI. D.

Симонов-Емельянов Игорь Дмитриевич – д-р техн.наук, профессор, зав. кафедрой

пр. Вернадского, 86, 119571, Москва

Simonov-Emelyanov Igor D. – D. Sc. (Engineering), Professor, Head of the Department

Vernadski Ave., 86,119571, Moscow

igor.simonov1412@gmail.comШалгуновС. И.ShalgunovS. I.

Шалгунов Сергей Иосифович – канд. хим. наук, доцент, директор

п. г. т. Андреевка, 3А, 141551, Солнечногорский р-н, Московская обл.

Shalgunov Sergey I. – Ph. D. (Chemistry), AssociateProfessor, Director of the Research Institute for Fiberglass plastic and Fiberglass

settlement Andreevka, 3A, 141551, Solnechnogorsk, Moscow region

СоколовВ. И.SokolovI. V.

Соколов Владимир Иванович – д-р техн. наук, начальник отдела НИИ стеклопластика и стекловолокна

п. г. т. Андреевка, 3А, 141551, Солнечногорский р-н, Московская обл.

 

Sokolov Vladimir I. – D. Sc. (Engineering), Head of Department of the Research Institute for Fiberglass plastic and Fiberglass

settlement Andreevka, 3A, 141551, Solnechnogorsk, Moscow region

vniispv@npostek.ruХарламоваК. И.KharlamovaX. I.

Харламова Ксения Ивановна – ассистент кафедры

пр. Вернадского, 86, 119571, Москва

Kharlamova Xenia I. – Assistant of the Department

Vernadski Ave., 86,119571, Moscow

ДергуноваЕ. Р.DergunovaE. R.

Дергунова Екатерина Романовна – студентка

пр. Вернадского, 86, 119571, Москва

 

Dergunova Ekaterina R. – Student of the Department

Vernadski Ave., 86,119571, Moscow

ПыхтинА. А.PykhtinA. A.

Пыхтин Александр Алексеевич – канд. техн. наук,доцент

пр. Вернадского, 86, 119571, Москва

Pykhtin Alexander A. – Ph. D. (Engineering), AssociateProfessor

Vernadski Ave., 86,119571, Moscow

nanocntpolimer@gmail.comАО «НПО Стеклопластик»JSC «SIO Stekloplastik»МИРЭА – Российский технологический университет (Институт тонких химических технологий имени М. В. Ломоносова)MIREA – Russian Technological UniversityМИРЭА – Российский технологический университет (Институт тонких химических технологий имени М. В. Ломоносова)MIREA – Russian Technological University (Institute of Fine Chemical Technologies named after M. V. Lomonosov)2023070320235915666Copyright © Трофимов А.Н., Симонов-Емельянов И.Д., Шалгунов С.И., Соколов В.И., Харламова К.И., Дергунова Е.Р., Пыхтин А.А., 20232023Трофимов А.Н., Симонов-Емельянов И.Д., Шалгунов С.И., Соколов В.И., Харламова К.И., Дергунова Е.Р., Пыхтин А.А.Trofimov A.N., Simonov-Emelyanov I.D., Shalgunov S.I., Sokolov I.V., Kharlamova X.I., Dergunova E.R., Pykhtin A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestichem.belnauka.by/jour/article/view/790

В настоящее время для получения легких полимерных композиционных материалов (КМ) с высокими прочностными характеристиками в качестве наполнителей используют полые микросферы различной природы (стекло, кварц, полимер и т. д.). Исследовали упаковки полых стеклянных микросфер разных марок (производства АО «НПО Стеклопластик») различными методами, описана дисперсная структура с помощью модели обобщенных параметров, произведена классификация легких дисперсно-наполненных полимерных композиционных материалов (ДНПКМ) по структурному принципу, рассчитаны обобщенные и приведенные параметры, спроектированы структуры, составы легких КМ на полимерных матрицах различной природы.

Currently, to obtain light polymer composite materials with high strength characteristics, hollow microspheres of various nature (glass, quartz, polymer, etc.) are used as fillers. Hollow glass microspheres of different grades (manufactured by JSC «SIO Stekloplastik») were studied by various methods, the disperse structure was described using the generalized parameters model, the light dispersion-filled polymer composite materials (DFPCM) were classified according to the structural principle, generalized and reduced parameters were calculated, and the structure, compositions of light CMs on polymer matrices of various nature were designed.

обобщенные и приведенные параметрымаксимальное содержание наполнителяполые стеклянные микросферыкривые уплотнениямаслоемкостьолигомероемкостьдисперсно-наполненные полимерные композиционные материалыgeneralized and reduced parametersmaximum filler contenthollow glass microspherescompaction curvesoil absorptionoligomeric capacitydispersion-filled polymer composite materialReferencesЧисленное моделирование упругого поведения синтактовых композитов на основе полых стеклянных микросфер при растяжении / А. В. Байков [и др.] // Проблемы прочности и пластичности. – 2021. – № 1. – С. 22–34. https://doi.org/10.32326/1814-9146-2021-83-1-22-34Baykov A. V., Turusov R. A., Trofimov A. N., Pleshkov L. V. Numerical simulation of the elastic behavior of syn-cycle composites based on hollow glass microspheres under tension. Problemy prochnosti i plastichnosti = Problems of strength and plasticity, 2021, no. 1, pp. 22–34 (in Russian). https://doi.org/10.32326/1814-9146-2021-83-1-22-34Морфология и свойства полых стеклянных микросфер. часть 1. О размерах промышленных полых стеклянных микросфер / А. Н. Трофимов [и др.] // Пластические массы. – 2020. – № 11–12. – С. 15–19. https://doi.org/10.35164/0554-2901-2020-11-12-15-19Trofimov A. N., Pleshkov L. V., Baykov A. V., Stogova I. V. Morphology and properties of hollow glass microspheres. Part 1. On the dimensions of industrial hollow glass microspheres. Plasticheskie massy, 2020, iss. 11–12, pp. 15–19 (in Russian). https://doi.org/10.35164/0554-2901-2020-11-12-15-19Морфология и свойства полых стеклянных микросфер. часть 2. о взаимосвязи геометрии полых стеклянных микросфер и их потребительских свойств / Л. В. Плешков [и др.] // Пластические массы. – 2021. – № 1–2. – С. 33–37. https://doi.org/10.35164/0554-2901-2021-1-2-33-37Pleshkov L. V., Trofimov A. N., Baykov A. V., Smirnov A. A. Morphology and properties of hollow glass microspheres. Part 2. On the relationship between the geometry of hollow glass microspheres and their consumer properties. Plasticheskie massy, 2021, iss. 1–2, pp. 33–37 (in Russian). https://doi.org/10.35164/0554-2901-2021-1-2-33-37Морфология и свойства полых стеклянных микросфер. Ч. 3. О толщине стенок промышленных полых стеклянных микросфер / А. Я. Горенберг [и др.] // Пластические массы. – 2021. – № 3–4. – С. 32–36. https://doi.org/10.35164/0554-2901-2021-3-4-32-36Gorenberg A. Ya., Trofimov A. N., Ivanova-Mumzhieva V. G., Pleshkov L. V., Baikov A. V. Morphology and properties of hollow glass microspheres. Part 3. On the wall thickness of industrial hollow glass microspheres. Plasticheskie massy, 2021, no. 3–4, pp. 32–36 (in Russian). https://doi.org/10.35164/0554-2901-2021-3-4-32-36Трофимов, А. Н. Морфология и свойства полых стеклянных микросфер. Ч. 4. О кинетике разрушения полых стеклянных микросфер под действием гидростатического давления и методах повышения их прочности / А. Н. Трофимов, Л. В. Плешков, А. В. Байков // Пластические массы. – 2021. – № 5–6. – С. 44–46. https://doi.org/10.35164/0554-2901-2021-5-6-44-46Trofimov A. N., Pleshkov L. V., Baykov A. V. Morphology and properties of hollow glass microspheres. Part 4. On the kinetics of the destruction of hollow glass microspheres under the action of hydrostatic pressure and methods for increasing their strength. Plasticheskie massy, 2021, no. 5–6, pp. 44–46. (in Russian). https://doi.org/10.35164/0554-2901-2021-5-6-44-46Trofimov, A. N. Hollow glass microspheres for high strength composite cores / A. N. Trofimov, L. V. Pleshkov, Back Haslen // Reinforced Plastics. – 2006. – Vol. 50, Iss. 7. – P. 44–50. https://doi.org/10.1016/s0034-3617(06)71074-8Trofimov A. N., Pleshkov L. V., Back H. Hollow glass microspheres for high strength composite cores. Reinforced Plastics, 2006, vol. 50, iss. 7, pp. 44–50. https://doi.org/10.1016/s0034-3617(06)71074-8Фам, К. З. Реологические свойства расплавов дисперсно-наполненных композиционных материалов на основе полиэтилена, содержащего стеклянные микрошарики / К. З. Фам, П. В. Суриков // Полимеры в стратегии научно-технического развития РФ: материалы конф. «ПОЛИМЕРЫ-2020», Москва, 9–13 ноября 2020 г. – М., 2020. – С. 136.Fam K. Z., Surikov P. V. Rheological properties of melts of particulate-filled composite materials based on polyethylene containing glass microballoons. Polimery v strategii nauchno-tekhnicheskogo razvitiya RF: materialy konf. «POLIMERY-2020», Moskva, 9–13 noyabrya 2020 g. [Polymers in the strategy of scientific and technological development of the Russian Federation. Proceedings of the conference ""POLYMERS-2020", Moscow, November 9-13, 2020]. Moscow, 2020, pp. 136 (in Russian).Лопасть воздушного винта летательного аппарата и способ ее изготовления : Пат. № RU 2749051 C1 (2021) / А. Н. Галиев, Д. Н. Махотин, В. Н. Мымрин, А. В. Козловский ; опубл.: 19.08.2020.Galiev A. N., Makhotin D. N., Mymrin V. N., Kozlovsky A. V. The blade of the aircraft propeller and the method of its manufacture. Patent RU 2749051 C1 (2021). Publ. date 19.08.2020 (in Russian).Симонов-Емельянов, И. Д. Структура и расчет составов дисперсно-наполненных полимерных композиционных материалов в массовых и объемных единицах / И. Д. Симонов-Емельянов // Пластические массы. – 2019. – № 5–6. – С. 9–10. https://doi.org/10.35164/0554-2901-2019-5-6-9-10Simonov-Emelyanov I. D. Structure and calculation of filler content of particulate-filled polymer composites in mass and volume units. Plasticheskie massy, 2019, no. 5–6, pp. 9–10 (in Russian). https://doi.org/10.35164/0554-2901-2019-5-6-9-10Структура, составы и получение литьевых композиционных материалов на основе стеклонаполненного полисульфона / А. Б. Баранов [и др.] // Тонкие химические технологии. – 2019. – Т. 14, № 4. – С. 39–44. https://doi.org/10.32362/2410-6593-2019-14-4-39-44Baranov A. B., Andreeva T. I., Simonov-Emelyanov I. D., Peksimov O. E. The structure, compositions and preparation of injection-molded composite materials based on glass-filled polysulfone. Tonkie Khimicheskie Tekhnologii = Fine Chemical Technologies, 2019, vol. 14, no. 4, pp. 39–44 (in Russian). https://doi.org/10.32362/2410-6593-2019-14-4-39-44Симонов-Емельянов, И. Д. Расчет составов наполненных полимерных композиционных материалов с различными типами решеток и параметрами структур / И. Д. Симонов-Емельянов // Пластические массы. – 2020. – № 1–2. – С. 4–7. https://doi.org/10.35164/0554-2901-2020-1-2-4-7Simonov-Emelyanov I. D. Calculation of compositions of dispersed-filled polymer composites with different structures and properties. Plasticheskie massy, 2020, no. 1–2, pp. 4–7 (in Russian). https://doi.org/10.35164/0554-2901-2020-1-2-4-7Симонов-Емельянов, И. Д. Размер частиц наполнителя, упаковка и составы наполненных полимерных композитов с разным типом структуры и свойствами / И. Д. Симонов-Емельянов, К. И. Харламова // Теоретические основы химической технологии. – 2020. – Т. 54, № 6. – С. 768–774. https://doi.org/10.31857/S0040357120060214Simonov-Emelyanov I. D., Kharlamova K. I. Filler particle size, packaging and compositions of filled polymer composites with different structure types and properties. Theoretical foundations of chemical engineering, 2020, vol. 54, no. 6, pp. 1290–1296. https://doi.org/10.1134/s0040579520060214Симонов-Емельянов, И. Д. Параметры решетки и структуры дисперсно-наполненных полимерных композиционных материалов с регулируемым комплексом свойств / И. Д. Симонов-Емельянов // Конструкции из композиционных материалов. – 2019. – № 3. – С. 37–46.Simonov-Emelyanov I. D. Parameters of lattices and structure of particle-filled polymer composites with adjustable complex of properties. Konstruktsii iz kompozitsionnykh materialov = Composite materials constructions, 2019, no. 3, pp. 37–46 (in Russian).Симонов-Емельянов, И. Д. Маслоемкость дисперсных порошков и определение максимального содержания наполнителей в полимерных композиционных материалах / И. Д. Симонов-Емельянов, К. И. Харламова, Е. Р. Дергунова // Клеи. Герметики. Технологии. – 2022. – № 3. – С. 18–24.Simonov-Emelyanov I. D., Kharlamova K. I., Dergunova E. R. Oil absorption of dispersed fillers and determination of the maximum filler fraction in polymer composite materials. Polymer Science, Series D, 2022, vol. 15, no. 4, pp. 503–508. https://doi.org/10.1134/s1995421222040256Харламова, К. И. Олигомероемкость дисперсных наполнителей и расчет их максимального содержания в полимерных композиционных материалах / К. И. Харламова, Е. Р. Дергунова, И. Д. Симонов-Емельянов // Пластические массы. – 2022. – № 3–4. – С. 21–24. https://doi.org/10.35164/0554-2901-2022-3-4-21-24Kharlamova K. I., Dergunova E. R., Simonov-Emelyanov I. D. Oligomer absorption and calculation of the maximum content of dispersed particles in dispersed filled polymer composites. Plasticheskie massy, 2022, no. 3–4, pp. 21–24 (in Russian). https://doi.org/10.35164/0554-2901-2022-3-4-21-24Симонов-Емельянов, И. Д. Кривая уплотнения порошкообразных наполнителей и расчет составов дисперсно-наполненных полимерных композитов с разной структурой и свойствами / И. Д. Симонов-Емельянов, А. А. Пыхтин // Материаловедение. – 2020. – № 6. – С. 37–44.Simonov-Emelyanov I. D., Pykhtin A. A. C Compaction Curve of Powdered Fillers and Calculation of Composition of Dispersion-Filled Polymer Composites with Various Structure and Properties. Inorganic Materials: Applied Research, 2021, vol. 12, no. 1, pp. 151–158. https://doi.org/10.1134/s2075113321010391

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