zldmЗаводская лаборатория. Диагностика материаловIndustrial laboratory. Diagnostics of materials1028-68612588-0187ООО «Издательство «ТЕСТ-ЗЛ»10.26896/1028-6861-2022-88-10-37-42zldm-1771Research ArticleИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ. ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И КОНТРОЛЯTESTING OF STRUCTURE AND PARAMETERS. PHYSICAL METHODS OF TESTING AND QUALITY CONTROLИсследование температурных полей в образцах полимерных материалов методом динамического механического анализаStudy of temperature fields in samples of polymer materials using dynamic mechanical analysisГорбовецМ. А.GorbovetsM. A.

Михаил Александрович Горбовец

105005

ул. Радио, д. 17

Москва

Mikhail A. Gorbovets

105005

17, ul. Radio

Moscow

МараховскийП. С.MarakhovskiyP. S.

Петр Сергеевич Мараховский

105005

ул. Радио, д. 17

Москва

Petr S. Marakhovskiy

105005

17, ul. Radio

Moscow

petr_marakhovskiy@mail.ruВоробьевН. Н.VorobyovN. N.

Никита Николаевич Воробьев

105005

ул. Радио, д. 17

Москва

Nikita N. Vorobyov

105005

17, ul. Radio

Moscow

ГуревичЯ. М.GurevichY. M.

Яков Михайлович Гуревич

105005

ул. Радио, д. 17

Москва

Yakov M. Gurevich

105005

17, ul. Radio

Moscow

Всероссийский НИИ авиационных материалов НИЦ «Курчатовский институт» — ВИАМРоссияAil-Russian scientific research institute of aviation materials NRC 'Kurchatov Institute" — VIAMRussian FederationВсероссийский НИИ авиационных материалов НИЦ «Курчатовский институт» — ВИАМRussian Federation20222410202288103742Copyright © Горбовец М.А., Мараховский П.С., Воробьев Н.Н., Гуревич Я.М., 20222022Горбовец М.А., Мараховский П.С., Воробьев Н.Н., Гуревич Я.М.Gorbovets M.A., Marakhovskiy P.S., Vorobyov N.N., Gurevich Y.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.zldm.ru/jour/article/view/1771

   Изменения температуры стеклования полимеров зависят от условий ее определения. В работе представлены результаты исследования температурных полей в образцах полимер­ных материалов методом динамического механического анализа. Анализировали изменения температуры стеклования полимерной отливки ВСЭ-34 и профиля температур в полимерной матрице ЭД-20/ДАФС. Для коррекции результатов испытаний поправочной функ­цией использовали стандартные образцы плавления. Установлено, что наибольшее отклонение температуры наблюдается при измерениях в средах аргона и гелия со скоростями нагрева 1, 2,5 и 5 К/мин. Распределение температуры по образцу полимерной отливки крайне неоднородно. Разница между температурой в середине и на расстоянии 1/4 от края образца составляет 16 °С (среда — аргон, скорость — 5 К/мин). Кроме того, при скорости 1 К/мин отмечены аномально низкие значения показателя стеклования. Полученные результаты могут быть использованы для совершенствования методики и уточнения результатов испытаний в различных газовых средах, а также уменьшения их продолжительности.

   The goal of the study is to reveal the dependence of the glass transition temperature on conditions of its determination. We present the results of studying temperature fields in the samples of polymer materials by the method of dynamic mechanical analysis. Changes in the glass transition temperature of the poly­mer casting VSE-34 and the temperature profile in the polymer matrix ED-20/DAFS were analyzed. Stan­dard melting samples were used to correct the test results using the correction function. It is shown that the most significant temperature deviations are observed when measured in argon and helium media with heating rates of 1, 2, 5, and 5 K/min. The temperature distribution over the polymer casting sample is highly non-uniform. The difference between the temperature in the middle and at a distance of 1/4 from the edge of the sample equals 16°C (medium — argon, heating rate — 5 K/min). Moreover, at a heating rate of 1 K/min, abnormally low values of the glass transition index were marked. The results obtained can be used to improve the measurement procedure, reduce test duration and refine the results of tests in various gaseous media.

температура стеклованияполимеррелаксационная спектрометриякалибровкаинертная атмосфераglass transition temperaturepolymerrelaxation spectrometrycalibrationinert atmo­ sphereРабота выполнена в рамках реализации ком­плексного научного направления 2.1 «Фундамен­ально-ориентированные исследования». «Стра­тегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» [5-7] с использованием оборудования ЦКП «Климатические испытания» НИЦ «Курча­товский институт» — ВИАМThe work was carried out within the framework of the implementation of the integrated scientific direction 2.1 "Foundation-oriented research". "Strategic directions for the development of materials and technologies for their processing for the period up to 2030" [5-7] using equipment CCP "Climate tests" SIC "Kurchatov Institute" — VIAMReferencesОсипова В. А. Экспериментальное исследование процессов теплообмена / В. А. Осипова. — М.: Энергия, 1969. — 392 с.Osipova V. A. Experimental study of heat transfer processes. — Moscow: Energiya, 1969. — 392 p. [in Russian].Пономарев С. В. Теоретические и практические основы теплофизических измерений / С. В. Пономарев [и др.] — М.: Физматлит, 2008. — 408 с.Ponomarev S. V., Mishchenko S. V., Divin A. G., Vertrogradsky V. A., Churikov A. A. Theoretical and practical foundations of thermophysical measurements. — Moscow: Fizmatlit, 2008. — 408 p. [in Russian].Платунов Е. С. Теплофизические измерения: учеб. пособие / Е. С. Платунов [и др.] — СПб.: СПбГУНиПТ, 2010. — 738 с.Platunov E. S., Baranov I. V, Buravoy S. E., Kurepin V. V. Thermophysical measurements: textbook, the manual. — St. Petersburg: SPbGUNiPT, 2010. — 738 p. [in Russian].Шимкин А. А. Влияние продувочного газа на температуру стеклования / А. А. Шимкин // Заводская лаборатория. Диагностика матеариалов. – 2014. – № 11. – Т. 80. – С. 40 - 43.Shimkin A. A. The influence of purge gas on the glass transition temperature / Zavod. Lab. Diagn. Mater. 2014. Vol. 80. N 11. P 40 - 43 [in Russian].Каблов Е. Н. Климатическое старение композиционных материалов авиационного назначения. I. Механизмы старения / Е. Н. Каблов [и др.] // Де­формация и разрушение материалов. – 2010. – № 11. – С. 19 - 27.Kablov E. N., Startsev O. V, Krotov A. S., Kirillov V. N. Climatic aging of composite materials for aviation purposes. I. Aging mechanisms / Deform. Razrush. Mater. 2010. N 11. P. 19-27 [in Russian].Каблов Е. Н. Климатическое старение композиционных материалов авиационного назначения. II. Релаксация исходной структурной неравновесности и градиент свойств по толщине // Деформация и разрушение материалов. – 2010. – № 12. – С. 40 - 46.Kablov E. N., Startsev O. V, Krotov A. S., Kirillov V. N. Climatic aging of composite materials for aviation purposes. II. Relaxation of initial structural disequilibrium and gradient of properties in thickness / Deform. Razrush. Mater. 2010. N 12. P. 40-46 [in Russian].Каблов Е. Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» / Е. Н. Каблов // Авиационные материалы и технологии. – 2015. – № 1 (34). – С. 3-33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33Kablov E. N. Innovative developments of FSUE "VLAM" SSC RF on the implementation of "Strategic directions for the development of materials and technologies of their processing for the period up to 2030" / Aviats. Mater. Tekhnol. 2015. N 1 (34). P 3 - 33 [in Russian]. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33Коваль Т. В. Исследование пластифицирующего влияния влаги на свойства ПКМ на основе эпоксидного связующего ВСЭ-34 после 5 лет экспозиции в различных климатических зонах / Т. В. Коваль, И. М. Велигодский, А. А. Громова // Труды ВИАМ. – 2021. – № 9. – Ст. 11. DOI: 10.18577/2307-6046-2021-0-9-105-116Koval T. V, Veligodsky I. M., Gromova A. A. Investigation of the plasticizing effect of moisture on the properties of PCM based on the epoxy binder VSE-34 after 5 years of exposure in various climatic zones / Tr. VLAM. 2021. N 9. Art. 11 [in Russian]. DOI: 10.18577/2307-6046-2021-0-9-105-116Бартенев Г. М. Релаксационные свойства полимеров / Г. М. Бартенев, А. Г. Бартенева. — М.: Химия, 1992. — 384 с.Bartenev G. M., Barteneva A. G. Relaxation properties of polymers. — Moscow: Khimiya, 1992. — 384 p. [in Russian].Каблов Е. Н. Релаксация полимерных композиционных материалов под длительным воздействием статической нагрузки и климата (обзор) / Е. Н. Каблов [и др.] // Авиационные материалы и технологии. – 2021. – № 4. – С. 70 - 80. DOI: 10.18577/2713-0193-2021-0-4-70-80Kablov E. N., Laptev А. В., Prokopenko A. N., Gulyaev A. I. Relaxation of polymer composite materials under pro­longed exposure to static load and climate (review) / Aviats. Ma­ter. Tekhnol. Elektron. Nauch. - Tekhn. Zh. 2021. N 4. P 70 - 80 [in Russian]. DOI: 10.18577/2713-0193-2021-0-4-70-80Старцев В. О. Оценка влияния климатического воздействия на свойства стеклопластика марки ВПС-53К / В. О. Старцев [и др.] / Известия Самар­cкого научного центра РАН. – 2017. – Т. 19. – № 4 (2). – С. 220 - 228.Startsev V. O., Molokov M. V, Postnov V. I., Starostina I. V. Assessment of the influence of climatic effects on the properties of fiberglass of the VPS-53K brand / Izv. Samar. NTs RAN. 2017. Vol. 19. N 4 (2). P. 220 - 228 [in Russian].Славин А. В. Свойства стеклопластиков и углепластиков на ранней стадии климатического воздействия / А. В. Славин, О. В. Старцев // Труды ВИАМ. – 2018. – № 9. – Ст. 8. DOI: 10.18577/2307-6046-2018-0-9-71-82Slavin A. V., Startsev O. V. Properties of fiberglass and carbon fiber plastics at an early stage of climatic impact / Tr. VLAM. 2018. N 9. Art. 8 [in Russian]. DOI: 10.18577/2307-6046-2018-0-9-71-82Колобков А. С. Полимерные композиционные материалы для различных конструкций авиационной техники (обзор) / А. С. Колобков // Труды ВИАМ. – 2020. – № 7. – Ст. 5. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/polimernye-kompozitsionnye-materialy-dlya-razlichnyh-konstruktsiy-aviatsionnoy-tehniki-obzor?ysclid=l9mqpegz6g510285065Kolobkov A. S. Polymer composite materials for various air­craft structures (review) / Tr. VLAM. 2020. N 7. Art. 5 [in Russian]. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/polimernye-kompozitsionnye-materialy-dlya-razlichnyh-konstruktsiy-aviatsionnoy-tehniki-obzor?ysclid=l9mqpegz6g510285065

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