EFFECT OF FILLING A POLYURETHANE MATRIX WITH KAOLIN ON DAMPING EFFICIENCY, MECHANICAL AND THERMAL PROPERTIES.

One of the ways to reduce the cost of a polymermaterial is to replace the weight part of its composition with a cheaper natural filler. In this work, the objects of study are polyurethane composites synthesized by the insitumethod, containing the mineralfiller kaolin from 10 to 40 mass parts. Fillin...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2023
Автори: Babkina, Nataliia, Antonenko, Oksana, Vorontsova, Liubov, Kosyanchuk, Ludmila, Kozak, Nataly, Brovko, Olexandr
Формат: Стаття
Мова:Англійська
Опубліковано: V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry 2023
Онлайн доступ:https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/614
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Ukrainian Chemistry Journal
Завантажити файл: Pdf

Репозитарії

Ukrainian Chemistry Journal
_version_ 1871466005739339776
author Babkina, Nataliia
Antonenko, Oksana
Vorontsova, Liubov
Kosyanchuk, Ludmila
Kozak, Nataly
Brovko, Olexandr
author_facet Babkina, Nataliia
Antonenko, Oksana
Vorontsova, Liubov
Kosyanchuk, Ludmila
Kozak, Nataly
Brovko, Olexandr
author_institution_txt_mv [ { "author": "Nataliia Babkina", "institution": "Institute of Macromolecular Chemistry NAS of Ukraine, 48, Kharkivskeshose, Kyiv, 02160, Ukraine" }, { "author": "Oksana Antonenko", "institution": "Institute of Macromolecular Chemistry NAS of Ukraine, 48, Kharkivskeshose, Kyiv, 02160, Ukraine" }, { "author": "Liubov Vorontsova", "institution": "Institute of Macromolecular Chemistry NAS of Ukraine, 48, Kharkivskeshose, Kyiv, 02160, Ukraine" }, { "author": "Ludmila Kosyanchuk", "institution": "Institute of Macromolecular Chemistry NAS of Ukraine, 48, Kharkivskeshose, Kyiv, 02160, Ukraine" }, { "author": "Nataly Kozak", "institution": "Institute of Macromolecular Chemistry NAS of Ukraine, 48, Kharkivskeshose, Kyiv, 02160, Ukraine" }, { "author": "Olexandr Brovko", "institution": "Institute of Macromolecular Chemistry NAS of Ukraine, 48, Kharkivskeshose, Kyiv, 02160, Ukraine" } ]
author_sort Babkina, Nataliia
baseUrl_str https://ucj.org.ua/index.php/journal/oai
collection OJS
datestamp_date 2026-07-22T08:23:53Z
description One of the ways to reduce the cost of a polymermaterial is to replace the weight part of its composition with a cheaper natural filler. In this work, the objects of study are polyurethane composites synthesized by the insitumethod, containing the mineralfiller kaolin from 10 to 40 mass parts. Filling with kaolin significantly lowers the price of polyurethane material, and its cost is reduced by almost 30 percent when the content of the filler is 40 mass parts.  Morphological studies have shown that kaolin particles are uniformly dispersed in the poly­urethane matrix, but thereis a tendency for the iragglomerationas the filler concentration increases. Viscoelastic, mechanical, and thermal properties of polyurethane composites wer studied. The damping efficiency of polyurethane materials was estimated from the results of dynamic mechanical analysis. Itis found that the filler additions lightly decreases the effective damping temperature range of polyurethane composites, but their heat resistance and mechanical properties improve. The method of thermogravimetricanalysis was shown the presence of kaolin significantly changes the character of thermo-oxidative destruction of composites. The temperature interval of the intensive decomposition stage increases for filled systems and the temperature of the maximum rate of weight loss at the decomposition stage (Tmax) increases with increasing kaolin content. According to the results of mechanical studies, an increase in the kaolin content in polyurethanes leads to an increase in the storage modulus (E') and a significant decrease in the relative elongation (ε). Thus, filling with kaolin significantly reduces the cost of polyurethane composites and contributes to their expansion of functional properties due to increased heat resistance and improved mechanical characteristics.
doi_str_mv 10.33609/2708-129X.89.11.2023.51-63
first_indexed 2025-09-24T17:43:54Z
format Article
fulltext 51 УДК 678.66:539.4:534.282 doi: 10.33609/2708-129X.89.11.2023.51-63 ВПЛИВ НАПОВНЕННЯ ПОЛІУРЕТАНОВОЇ МАТРИЦІ КАОЛІНОМ НА ДЕМПФЕРНУ ЕФЕКТИВНІСТЬ, МЕХАНІЧНІ ТА ТЕРМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ Н. В. Бабкіна*, О. І. Антоненко, Л. О. Воронцова, Л. Ф. Косянчук, Н. В. Козак, О. О. Бровко Інститут хімії високомолекулярних сполук НАН України, Харківське шосе, 48, Київ 02160, Україна *E-mail: nabab1906@gmail.com Одним зі способів зниження собівартості полімерного матеріалу є заміщення ва­ гової частини його складу дешевим природним наповнювачем. У цій роботі об’єкта­ ми дослідження є синтезовані методом insitu поліуретанові композити, що містять мінеральний наповнювач каолін в кількості від 10 до 40 мас.ч. Наповнення каоліном суттєво здешевлює поліуретановий матеріал і його собівартість знижується майже на 30 відсотків за вмістом 40 мас.ч. наповнювача. Морфологічні дослідження показали, що частинки каоліну рівномірно дисперговані в поліуретановій матриці, але спосте­ рігається тенденція до їхньої агломерації за збільшення концентрації наповнювача. Досліджено в’язкопружні, механічні та термічні властивості поліуретанових компози­ тів і за результатами динамічного механічного аналізу (ДМА) оцінено їхню демпферну ефективність. Виявлено, що додавання наповнювача призводить до незначного змен­ шення температурної області ефективного демпфування поліуретанових композитів, але покращує їхню термостійкість та посилює механічні властивості. Методом термо­ гравіметричного аналізу (ТГА) показано, що присутність каоліну помітно змінює ха­ рактер термоокиснювальної деструкції композитів. Для наповнених систем зростає температурний інтервал стадії інтенсивного розкладання та зі збільшенням вмісту ка­ оліну зростає температура максимальної швидкості падіння ваги на стадії розкладання (Тmax). За результатами механічних досліджень збільшення вмісту каоліну в поліурета­ нах призводить до зростання модуля пружності (Е') та суттєвого зниження відносного подовження (ε). Отже, наповнення поліуретану каоліном значно здешевлює вартість полімерних композитів і водночас сприяє розширенню їхніх функціональних власти­ востей завдяки зростанню термостійкості та покращенню механічних характеристик. Ключові слова: поліуретанові композити, каолін, демпферна ефективність, меха­ нічні властивості, термостійкість. 52 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2023 ВПЛИВ НАПОВНЕННЯ ПОЛІУРЕТАНОВОЇ МАТРИЦІ КАОЛІНОМ НА ДЕМПФЕРНУ ЕФЕКТИВНІСТЬ, МЕХАНІЧНІ ТА ТЕРМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІФІЗИЧНА ХІМІЯ ВСТУП. Відомо, що поліуретани (ПУ) є універсальними полімерними матеріала­ ми, які знаходять широке застосування як покриття, клеї, герметики, пластмаси, во­ локна, піни, каучуки, термопластичні ела­ стомери тощо [1–3].Основою синтезу ПУ є такі компоненти, як поліоли, діізоціанати, подовжувачі ланцюга або твердники [4]. В результаті їхньої взаємодії утворюється специфічна мікрофазова структура, яка складається з «гнучких» і «жорстких» сег­ ментів. Зазвичай гнучку складову утворю­ ють поліоли, а жорстку – діізоціанати. Мік­ рофазовий поділ цих доменів через несхо­ жість характеристик відповідає за широ­ кий спектр властивостей ПУ. Як наслідок, ПУ можуть бути доступні в різних формах, від гнучких еластомерів до твердих реакто­ пластів, що значно розширює сфери їхньо­ го практичного застосування. Завдяки особливостям хімічної будови більшість ПУ мають високу здатність по­ глинати механічну енергію та перетворюва­ ти її в тепло при циклічному навантаженні і визнані ефективними демпферними мате­ ріалами [5–8]. Демпферні матеріали вико­ ристовують для гасіння шкідливих вібра­ цій, що є актуальним завданням у промис­ ловості, будівництві, літакобудуванні, при­ ладобудуванні. Покращення демпферних властивостей ПУ досягають шляхом моди­ фікації структури [9, 10] або через створен­ ня багатошарових конструкцій [11, 12]. Однак основними вимогами до створен­ ня сучасних полімерних матеріалів є роз­ ширення функціональності та зниження собівартості. Одним із шляхів розширення функціональних можливостей полімерів є формування композиційних матеріалів, властивості яких значною мірою визначає тип наповнювача, а здешевленню матеріалу може сприяти заміщення частини дорого­ вартісних компонентів матриці застосу­ ванням більш дешевого мінерального на­ повнювача. До таких наповнювачів можна віднести, наприклад, каолін, монтморило­ ніт, гідрослюду. Останнім часом інтерес до полімерних композитів, наповнених при­ родними мінеральними глинами, збільшу­ ється через їхнє широке застосування. Додавання мінеральних наповнювачів до полімерів має економічне обґрунтува­ ння і дозволяє розробляти недорогі ком­ позити з унікальними властивостями. Як функціональний наповнювач для поліп­ шення механічних, електричних і терміч­ них властивостей композиту часто ви­ користовують мінерал глиняний каолін [13–15]. Цей природний наповнювач змен­ шує розтріскування та усадження під час затвердіння композиту, сприяє утворенню гладенької поверхні, підвищує ударну міц­ ність та покращує стійкість до хімічних і атмосферних впливів. Каолін використо­ вують у виробництві оздоблювальних ма­ теріалів, клеїв, герметиків, мастик, у плас­ тичних масах та гумах та в галузях, в яких затребувані малий розмір частинок та їхня луската форма, що надає матеріалу з таким наповнювачем еластичності, бар’єрних та зміцнювальних властивостей. Перевагою каоліну є також його висока хімічна інерт­ ність. Покращення механічних властивостей та підвищення термостійкості виявлено при наповненні каоліном гум [16–18], епоксид­ них, полікарбонатних, поліпропіленових та поліетиленових матриць [19–23]. Задовіль­ ні механічні та хімічні властивості автори спостерігали також [24–26] при додаванні 53https://ucj.org.ua Н. В. Бабкіна, О. І. Антоненко, Л. О. Воронцова, Л. Ф. Косянчук, Н. В. Козак, О. О. Бровко УХЖ № 11 / ТОМ 89 каоліну в поліуретани. Завдяки своїй різ­ номанітності та унікальності ПУ є ефек­ тивними матрицями для створення багато­ функціональних композиційних матеріа­ лів, а заміщення частини їхніх компонентів природним наповнювачем каоліном може сприяти розширенню функціональних властивостей матеріалу і зниженню його собівартості. Метою зазначеної роботи є досліджен­ ня впливу наповнення ПУ-матриці різною кількістю каоліну на демпферну ефектив­ ність, механічні та термічні властивості. ЕКСПЕРИМЕНТ І ОБГОВОРЕННЯ РЕ- ЗУЛЬТАТІВ. Об’єктами дослідження були отримані методом insitu ненаповнені і на­ повнені різною кількістю каоліну поліуре­ тани (ПУ). Для синтезу використовували такі матеріали: поліоксипропіленгліколь молекулярної маси 1000 (ПОПГ) (Rakita, Польща), який сушили вакуумуванням за температури Т=70–80°С та Р=5–6 мм рт. ст. упродовж 5–6 годин та зберігали в атмос­ фері сухого азоту; 2,4-толуїлендіізоціанат (ТДІ) (81,4 %; Merck), який використову­ вали без додаткового очищення; триме­ тилолпропан (ТМП) (99,9%; Merck), який сушили під вакуумом Р=5–6 мм рт. ст. за температури Т=48°С протягом 60 годин; каолін збагачений марки КН-77 (Турбів­ ський каоліновий завод) – тонкодиспер­ сний кристалічний порошок із питомою поверхнею 15±1 м2/г (основним компо­ нентом є мінерал каолініт, хімічна форму­ ла – Al2O3·2SiO2·2H2O). Каолін попередньо сушили в сушильній шафі за температури 100 °С протягом 10 годин. Синтез вихідного ПУ проводили двос­ тадійним способом через стадію форпо­ лімеру – макродіізоціанату (МДІ), який одержували з ПОПГ і ТДІ у мольному спів­ відношенні 1:2. Надалі в МДІ вводили екві­ мольну кількість зшивача –ТМП, перемі­ шували, вакуумували реакційну суміш для видалення пухирців повітря. Тверднення проводили за температури 60 0С упродовж 6–8 годин. Товщина одержаних зразків складала 1,5 мм. Наповнені ПУ композиції одержували введенням порціями у вихідну поліурета­ нову суміш наповнювачів із подальшим перемішуванням і вакуумуванням. Плівки одержували аналогічно вихідним ПУ. Кіль­ кість наповнювача розраховували в масо­ вих частинах на 100 масових частин ПУ, сумуючи вагу його вихідних компонентів (МДІ та ТМП). Вміст каоліну в композиті становив 10, 20 та 40 мас.ч., що, відповідно, складає 9, 17 та 29 мас.%. Розрахунок собівартості отриманих ПУ (табл. 1) за ринковими цінами складових реагентів свідчить про значне здешевлен­ ня матеріалів, що вміщують каолін. Майже на 30 відсотків знижується вартість поліу­ ретанового композиту за вмістом 40 мас.ч. каоліну. Таблиця 1 Вміст каоліну та собівартість ПУ-про- дукту Table 1. Kaolin content and cost of PU product. Зразок Вміст каоліну, мас.ч. Вартість 1 кг продукту, грн ПУ 0 9 200 ПУ-10К 10 8 370 ПУ-20К 20 7 640 ПУ-40К 40 6 530 54 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2023 ВПЛИВ НАПОВНЕННЯ ПОЛІУРЕТАНОВОЇ МАТРИЦІ КАОЛІНОМ НА ДЕМПФЕРНУ ЕФЕКТИВНІСТЬ, МЕХАНІЧНІ ТА ТЕРМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІФІЗИЧНА ХІМІЯ Для оцінки форми і розміру частинок каоліну та для аналізу морфології отри­ маних ПУ- композитів застосовано метод світлової мікроскопії. Каолін досліджували на оптичному мікроскопі «МБІ-6» у від­ битому світлі в світлому та темному полі за збільшення 225×, ПУ- композити – на оптичному мікроскопі PERAVAL interphako (Zeiss) у прохідному світлі в світлому полі за збільшення 200×. Мікрофотографії от­ римано за допомогою цифрової камери- окуляра MDC-300 і програмного забезпе­ чення ScopePhoto. В’язкопружні властивості вихідної ПУ- матриці та наповнених каоліном ПУ- ком­ позитів досліджували методом динамічно­ го механічного аналізу (ДМА), використо­ вуючи прилад DMAQ800 (TAInstruments, США). Вимірювання проводили в режимі згину за частоти вимушених синусоїдаль­ них коливань 10 Гц у діапазоні температур від -70 до 120 °С зі швидкістю нагрівання 3 град/хв. Механічні показники, зокрема міцність при розриві (σ, МПа) та відносне подов­ ження при розриві (ε, %) визначали згідно з ГОСТ 14236 за допомогою модернізованої розривної машини 2166 Р-5 за швидкості руху активного затискача 10 мм/хв. Похиб­ ка вимірювань не перевищувала 10 %. Термоокиснювальну деструкцію зраз­ ків досліджували методом термогравіме­ тричного аналізу (ТГА) на приладі Q50 (TAInstruments, США) в температурному інтервалі від (20 до 700) оС за швидкості на­ грівання 20 оС/хв в атмосфері повітря. Тем­ пературні інтервали стадій розкладання оцінювали з диференційних кривих втра­ ти маси (ДТГ), враховуючи той факт, що площа піка кривої ДТГ пропорційна втраті маси на відповідній стадії на кривих падін­ ня ваги (ТГ), а ступінь розділення стадій на кривих ДТГ істотно перевищує можливості інтегральних кривих. За допомогою оптичної мікроскопії встановлено, що використаний в роботі кристалічний порошок каоліну являє со­ бою частинки у вигляді агломерованих ша­ руватих пластинок неправильної форми розмірами від 1 до ~120 мкм (рис. 1а). Для більш чіткої візуалізації при визначенні форми і розмірів частинок каоліну було за­ стосовано метод темного поля у відбитому світлі (рис. 1б). а б Рис. 1 – Мікрозображення каоліну в світлому (а) та темному (б) полях Fig. 1 – Images of kaolin in light (a) and dark (b) fields. 55https://ucj.org.ua Н. В. Бабкіна, О. І. Антоненко, Л. О. Воронцова, Л. Ф. Косянчук, Н. В. Козак, О. О. Бровко УХЖ № 11 / ТОМ 89 а б в г Рис. 2 – Мікрозображення зразків плівок ПУ-матриці (а) та ПУ-композитів зі вмістом каоліну 10 (б), 20 (в) та 40 мас. ч. (г) Fig. 2 – Imagesoffilm samples of the PU matrix (a) and PU composites with a kaolin content of 10 (b), 20 (c), and 40 mass part (d). На рис. 2 наведено мікрофотографії ви­ хідної ПУ-матриці та ПУ-композитів. Як видно (рис. 2а), для вихідної ПУ-ма­ триці характерна однорідна структура. В ПУ- композитах (рис. 2б–г) частинки као­ ліну добре дисперговані в полімерній мат­ риці, хоча й спостерігаємо агломерацію де­ яких частинок. При збільшенні вмісту као­ ліну частинки набувають більшої тенденції до агломерації та утворення кластерів, про­ те розподіл каоліну залишається достатньо рівномірним. Для оцінки демпферної ефективності ПУ-композитів методом ДМА досліджено температурні залежності механічних втрат (tanδ). Відомо, що механічні втрати харак­ теризують здатність полімерного матеріалу поглинати механічну енергію та перетворю­ вати її в тепло при циклічному навантажен­ ні [27]. Максимальні значення tanδ поліме­ ри мають в області релаксаційного перехо­ ду, тобто поблизу температури склування (Тс), де швидкість (частота) координовано­ го руху сегментів полімерного ланцюга має ту ж саму величину, що й швидкість (часто­ та) механічної дії. Зазвичай вважають, що полімерні матеріали з механічними втрата­ ми на рівні показника 0,3 (tanδ ≥ 0,3) мають ефективну здатність до гасіння зовнішніх коливань. Однак для практичного застосу­ вання демпферний матеріал повинен мати не тільки високі значення tanδ, але й більш широкий діапазон температур, в якому він має ефективні вібропоглинальні властиво­ сті. Отже, ефективну демпферну здатність мають полімери, в яких є оптимальним по­ єднання гнучкості молекулярного ланцюга та міжмолекулярної взаємодії, що забезпе­ чує необхідне значення механічних втрат у визначеній області температур. Температурні залежності tanδ вихідної ПУ-матриці та композитів, що містять ка­ олін, наведено на рис. 3. За параметрами релаксаційного максимуму для дослідже­ них матеріалів визначено Тс, максимальну інтенсивність механічних втрат (tanδmax) та інтервал температур ефективного демпфу­ вання(ΔТ) як область температур, в якій tanδ ≥ 0,3 (табл. 2). Всі досліджені ПУ де­ монструють один релаксаційний перехід, що відповідає гнучкій (поліетерній) скла­ довій. Для цього складу поліуретанів жор­ сткі домени утворюють дисперсну фазу, ре­ лаксаційний перехід якої зазвичай фіксують 56 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2023 ВПЛИВ НАПОВНЕННЯ ПОЛІУРЕТАНОВОЇ МАТРИЦІ КАОЛІНОМ НА ДЕМПФЕРНУ ЕФЕКТИВНІСТЬ, МЕХАНІЧНІ ТА ТЕРМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІФІЗИЧНА ХІМІЯ доволі рідко. Порівняно з вихідною матри­ цею для наповнених ПУ-композитів релак­ саційний максимум зсувається в бік низь­ ких температур, і відповідні значення Тс є на 5–7 ºС нижчими. Причиною зниження Тс для ПУ-композитів можуть бути структурні трансформації, що відбуваються через взає­ модію наповнювача з матрицею. Відомо, що активні поверхні кристалів каоліну можуть легко взаємодіяти з полярними полімерами [13], і тому можна припустити, що присутні в наповнювачі гідроксильні групи утворю­ ють у ПУ водневі зв’язки переважно з кар­ бонільним киснем (С=О) уретанової групи. Це сприяє розшаруванню між гнучкими та жорсткими сегментами, що призводить до зростання рухливості гнучкої складової ПУ, і як наслідок зниження Тс. Рис. 3 – Температурні залежності tanδ для ПУ-матриці (1)та ПУ-композитів зі вмістом каоліну 10 (2); 20 (3) та 40 мас.ч. (4) Fig. 3 – Temperaturedependence of tan δ for PU matrix (1) and PU composites with kaolin content 10 (2); 20 (3) and 40 mass part (4) Таблиця 2 ДМА-характеристики ПУ-матриці та композитів із різним вмістом каоліну Table 2. DMA characteristics of PU matrix and composites with different kaolin content. Зразок Тс,ºС tanδmax Діапазон ефективного демпфування від Т1до Т2, (ΔТ), оС Е', МПа ПУ 17 1,032 від -3до 53, (56) 6,07 ПУ-10К 10 1,061 від -7до 42, (49) 8,68 ПУ-20К 11 1,053 від -7 до 40, (47) 9,90 ПУ-40К 12 0,977 від -5 до 41, (46) 13,54 Також виявлено, що додавання каоліну в ПУ призводить до зменшення інтервалу ефективного демпфування та зсуву ΔТ до менших температур (рис. 3, табл. 2). При заміщенні частини ПУ-компонентів на­ повнювачем каоліном в кількості 40 мас.ч. спостерігаємо зменшення ΔТ на 10 ºС, і об­ ласть ефективного демпфування поширю­ 57https://ucj.org.ua Н. В. Бабкіна, О. І. Антоненко, Л. О. Воронцова, Л. Ф. Косянчук, Н. В. Козак, О. О. Бровко УХЖ № 11 / ТОМ 89 ється з -5 до 41 ºС, що слід враховувати при використанні такого матеріалу за певних експлуатаційних умов. Однак результати ДМА-досліджень пока­ зали, що ПУ-композити мають більш високі значення модуля пружності (Е'). У  табл.  2 наведено значення Е' для ПУ-матриці та наповнених каоліном композитів. З рис. 4 видно, що спостерігається майже лінійна за­ лежність зростання значень Е' із підвищен­ ням вмісту каоліну в ПУ-композиті. Рис. 4 – Залежність модуля пружності від вмісту каоліну в ПУ Fig. 4 – Dependence of the storage modulus on the kaolin content in PU. Таблиця 3 Механічні характеристики ПУ-матриці та композитів із різним вмістом каоліну Table 3. Mechanical characteristics of PU matrix and composites with different kaolin content. Зразок ПУ ПУ-10К ПУ-20К ПУ-40К σ, МПа 32,4 33,6 35,6 38,2 ε, % 527 304 247 186 Результати дослідження механічних влас­ тивостей ПУ-матриці та композитів, що вміщують каолін, подані в табл. 3, а на рис. 5 та рис. 6 відповідно наведено гістограми міцності при розриві σ та відносного по­ довження при розриві ε. Показано, що за збільшенням вмісту на­ повнювача в ПУ спостерігаємо незначне зростання значення міцності при розриві (рис. 5) і суттєве зниження відносного по­ довження (рис. 6). Подібну тенденцію спо­ стерігали й автори [25, 26]. Ймовірним ме­ ханізмом посилення механічних показни­ ків за збільшенням вмісту метакаолінового наповнювача в лінійному ПУ з подовженим ланцюгом автори [26] вважають утворення водневих зв’язків між уретановими група­ ми матриці та гідроксильними групами на­ повнювача, що може сприяти задовільній міжфазовій адгезії між наповнювачем і ПУ. Рис. 5 – Залежність міцності при розриві від вмісту каоліну в ПУ Fig. 5 – Dependence of tensile strength on the kaolin content in PU. Рис. 6 – Залежність відносного подовження при розриві від вмісту каоліну в ПУ Fig. 6 – Dependence of the relative elongation at break on the kaolin content in PU. 58 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2023 ВПЛИВ НАПОВНЕННЯ ПОЛІУРЕТАНОВОЇ МАТРИЦІ КАОЛІНОМ НА ДЕМПФЕРНУ ЕФЕКТИВНІСТЬ, МЕХАНІЧНІ ТА ТЕРМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІФІЗИЧНА ХІМІЯ Рис. 7 – Криві ТГ для ПУ матриці (1) та ПУ- композитів зі вмістом каоліну 10 (2), 20 (3) та 40 мас.ч. (4) Fig. 7 – TG curves for PU matrix (1) and PU composites with a kaolin content of 10 (2), 20 (3) and 40 mass part (4). Рис. 8 – Криві ДТГ для вихідної ПУ-матриці (1) та ПУ-композитів зі вмістом каоліну 10 (2), 20 (3) та 40 мас.ч. (4) Fig. 8 – DTG curvesfor PU matrix (1) and PU composites with a kaolin content of 10 (2), 20 (3) and 40 mass part (4). Температурні залежності кривих втрати ваги (ТГ) та диференційних кривих втрати ваги (ДТГ) наведено відповідно на рис. 7 та рис. 8, показники процесу термоокисню­ вальної деструкції – в табл. 4. Таблиця 4 Характеристики термоокиснювальної деструкції ПУ матриці та композитів із різ- ним вмістом каоліну Table 4. Characteristics of thermo-oxidative destruction of PU matrix and composites with different kaolin content. ПУ (Ткінц–Тпоч.), ºС Тmax, ºС Втрата ваги за температур, % Коксовий залишок, %300 ºС 350 ºС ПУ 338 320 25,21 94,37 0, 05 ПУ-10К 338 324 21,43 83,63 9,40 ПУ-20К 339 330 15,73 79,48 16,24 ПУ-40К 341 333 11,31 67,24 28,10 Як видно з рис. 8, за додавання каолі­ ну та підвищенням його вмісту зростають температурний інтервал стадії інтенсивно­ го розкладання (Ткінц – Тпоч) та температура максимальної швидкості падіння ваги на стадії (Тmax), що свідчить про покращення термостійкості ПУ композитів. При цьому температури початку окиснення для ПУ 59https://ucj.org.ua Н. В. Бабкіна, О. І. Антоненко, Л. О. Воронцова, Л. Ф. Косянчук, Н. В. Козак, О. О. Бровко УХЖ № 11 / ТОМ 89 і всіх розглянутих композитів практично збігаються (Тпоч= 270 оС). Слід зауважити, що характер деструкції досліджених сис­ тем на стадії інтенсивного розкладу поміт­ но змінюється за присутності наповнюва­ ча. На кривих ДТГ спостерігається розще­ плення цієї стадії на дві – з максимальною швидкістю розкладу в інтервалі 318–327 оС та на більш високотемпературну в області 324–333 оС. Причому при збільшенні вміс­ ту каоліну в композиті інтенсивність більш низькотемпературної стадії спадає, а висо­ котемпературної стадії – зростає. Таке роз­ щеплення можна пов’язати з формуванням у ПУ-матриці областей, які безпосередньо взаємодіють із поверхнею каоліну, і таких, що не мають взаємодії з наповнювачем. З табл. 4 також видно, що зі збільшенням вмісту каоліну знижується втрата ваги зразка композиту за температур 300 та 350  ºС. Коксовий залишок відповідає кон­ центрації наповнювача (мас.%). ВИСНОВКИ. Методом insitu синтезова­ но поліуретанові композити, в яких як на­ повнювач використано природний мінерал каолін. Вміст каоліну в композитах складав від 10 до 40 масових частин. Наповнення ПУ-матриці каоліном значно здешевлює полімерний матеріал і за вмістом 40 мас.ч. каоліну його собівартість знижується майже на 30 відсотків. За результатами морфологічних досліджень кристалічний порошок каоліну являє собою частинки у вигляді агломерованих шаруватих плас­ тинок неправильної форми розмірами від 1 до ~120 мкм, які в поліуретановій матри­ ці рівномірно диспергуються, але за збіль­ шення концентрації наповнювача мають тенденцію до агломерації. Досліджено в’яз­ копружні, механічні та термічні властиво­ сті поліуретанових композитів і за резуль­ татами динамічних механічних досліджень оцінено їхню демпферну ефективність. Виявлено, що наявність наповнювача при­ зводить до незначного зменшення темпера­ турної області ефективного демпфування ПУ-композитів. Проте наповнення ПУ као­ ліном збільшує термостійкість та покращує механічні характеристики, що може спри­ яти розширенню функціональних власти­ востей ПУ-композитів. Роботу виконано в межах держбю- джетної теми «Наукові засади ство- рення функціональних полімерних систем для сучасних технологій», державний реєстраційний номер: 0122U000435. EFFECT OF FILLING A POLYURETHANE MATRIX WITH KAOLIN ON DAMPING EFFICIENCY, MECHANICAL AND THERMAL PROPERTIES. N.V. Babkina*, O.I. Antonenko, L.O. Vorontsova, L.F. Kosyanchuk, N.V. Kozak, O.O. Brovko Institute of Macromolecular Chemistry NAS of Ukraine, 48 Kharkivske shose, 02160 Kyiv, Ukraine *E-mail: nabab1906@gmail.com One of the ways to reduce the cost of a polymermaterial is to replace the weight part of its composition with a cheaper natural filler. In this work, the objects of study are polyurethane composites synthesized by the insitu method, 60 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2023 ВПЛИВ НАПОВНЕННЯ ПОЛІУРЕТАНОВОЇ МАТРИЦІ КАОЛІНОМ НА ДЕМПФЕРНУ ЕФЕКТИВНІСТЬ, МЕХАНІЧНІ ТА ТЕРМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІФІЗИЧНА ХІМІЯ containing the mineralfiller kaolin from 10 to 40 mass parts. Filling with kaolin significant­ ly lowers the price of polyurethane material, and its cost is reduced by almost 30 percent when the content of the filler is 40 mass parts. Morphological studies have shown that kaolin particles are uniformly dispersed in the poly­ urethane matrix, but thereis a tendency for the iragglomerationas the filler concentration in­ creases. Viscoelastic, mechanical, and thermal properties of polyurethane composites wer studied. The damping efficiency of polyure­ thane materials was estimated from the results of dynamic mechanical analysis. Itis found that the filler additions lightly decreases the effec­ tive damping temperature range of polyure­ thane composites, but their heat resistance and mechanical properties improve. The method of thermogravimetricanalysis was shown the presence of kaolin significantly changes the character of thermo-oxidative destruction of composites. The temperature interval of the in­ tensive decomposition stage increases for filled systems and the temperature of the maximum rate of weight loss at the decomposition stage (Tmax) increases with increasing kaolin content. According to the results of mechanical stud­ ies, an increase in the kaolin content in poly­ urethanes leads to an increase in the storage modulus (E') and a significant decrease in the relative elongation (ε). Thus, filling with kaolin significantly reduces the cost of polyurethane composites and contributes to their expansion of functional properties due to increased heat resistance and improved mechanical charac­ teristics. Keywords: polyurethane composites, kao­ lin, damping efficiency, mechanical properties, heat resistance. ЛІТЕРАТУРА 1. Sonnenchein M.F. Polyurethanes: Science, te­ chnology, markets, andtrends.NewYork: John WileyandSons, 2014. 432 p. ISBN-10: 1118737830. 2. Engels H.-W., Pirkl H.-G., Albers R., Albach R. W., Krause J., Hoffmann A., Casselmann H., Dormish J. Polyurethanes: Versatile Materials and SustainableProblem Solvers for Today’s Challenges.Angew. Chem. Intern. Ed. 2013. 52(36). P. 9422–9441. https://doi.org/10.1002/anie.201302766 3. Somarathna H.M.C.C., Raman S.N., Mohot­ ti D., Mutalib A.A., Badri K.H. The use of po­ lyurethane for structural and infrastructural engineering applications: A state-of-the-art review. Construction and Building Materials. 2018. 190. P. 995–1014. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018. 09.166 4. Lipatov Yu. S., Kercha Yu. Yu., Sergeeva L.M. Struktura isvojstvapoli uretanov. K.: Nauk. dumka, 1970. 280 p. (іn Russian). 5. Chen S., Wang Q., Wang T. Preparation, ten­ sile, damping and thermal properties of poly­ urethanes based on various structural polymer polyols: effects of composition and isocyanate index. Journal of Polymer Research. 2012. 19(11). P. 1–7. DOI: 10.1007/s10965-012-9994-2 6. Chen H., Zhou H.J., Liu D.J., Li Y.T. The Effect of Polyester Structures on the Damping Pro­ perty of Polyurethane Elastomers. Adv. Mat. Res. 2012. 581–582. P. 710–714. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/ AMR.581-582.710. 7. Nakamura M., Aoki Y., Enna G., Oguro K., Wada H. Polyurethane damping material. J. Elastomers and Plastics. 2015. 47(6). P. 515–522. https://doi.org/10.1177/0095244314526739 8. Beniah G., Liu K., Heath W.H., Miller M.D., Scheidt K.A., Torkelson J.M. Novel thermo­ plastic polyhydroxyurethane elastomers as ef­ 61https://ucj.org.ua Н. В. Бабкіна, О. І. Антоненко, Л. О. Воронцова, Л. Ф. Косянчук, Н. В. Козак, О. О. Бровко УХЖ № 11 / ТОМ 89 fective damping materials over broad temper­ ature ranges. European Polymer Journal. 2016. 84. P. 770–783. DOI: 10.1016/j.eurpolymj.2016.05.031 9. Feng Z., Jianjun G., Xin D., Ligang C. Study on Inorganic Modification of Damping Ca­ pacity of Polyurethane Materials for Building. MATEC Web of Conferences. 2018. 175: art. 01016. https://doi.org/10.1051/matecconf/20181750 1016 10. Feng Y., Zhou H., Zhang X., Li Y., Li Y. Prepa­ ration and characterization of polyurethane damping materials derived from mixed-base­ prepolymers containing numerous side me­ thyls. e-Polymers. 2015. 15(5). P. 323–327. https://doi.org/10.1515/epoly-2015-0097 11. Babkina N.V., Antonenko O.I., Kosianchuk L.F., Brovko O.O. Dempferna efektyvnist dvosharovykh poliuretanovykh kompozytiv. Polym. J. 2021. 43(1). P. 12–18. DOI 10.15407/polymerj.43.01.012 12. Babkina N., Antonenko O., Kosyanchuk L., Vorontsova L., Babich O., Brovko O. Effect of polyurethane material design on damping ability. Polymersfor Advanced Technologies. 2023. 34(11). P. 3426–3437. https://doi.org/10.1002/pat.6156 13. Katz H.S., Milewski J.V. (Eds.) Handbook off illersandrein for cementsforplastics. New York: Van Nostrand Reinhold, 1978. 652 p. 14. Murray H.H. Applied Clay Mineralogy: Oc­ currences, Processing and Applications of Ka­ olins, Bentonites, Palygorskite-Sepiolite, and Common Clays. Developments in Clay Science, 2. Amsterdam: Elsevier, 2007. 180 p. ISBN-10: 0-444-51701-4. 15. Anam A., Gamit N., Prajapati V., Dholakiya B.Z. An overview of kaolin and its potential application in thermosetting polymers.Materi- als Today Communications. 2023. 36: 106827. https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2023.106827 16. Wu W., Tian L. Formulation and morpholo­ gy of kaolin-filled rubber composites. Applied Clay Science. 2013. 80–81. P. 93–97. https://doi.org/10.1016/j.clay.2013.06.025 17. Sheikh S.H., Yin X., Ansarifar A., Yendal K. The potential of kaolin as a reinforcing filler for rubber composites with new sulfur cure systems. Journal of Reinforced Plastics and Composites. 2017. 36(16). P. 1–14. https://doi.org/10.1177/0731684417712070 18. Ahmed N.M., El-Sabbagh S.H. The Influence of Kaolin and Calcined Kaolin on SBR Com­ posite Properties. Polymer composites. 2014. 35(3). P. 570–580. https://doi.org/10.1002/pc.22697 19. Mohmmed J.H. Tensile and Compressive Pro­ perties of Kaolin Rienforced Epoxy. Al-Khwari zmi Engineering Journal. 2015. 11(3): 96–101. 20. Jang K.-S. Mineral filler effect on the mecha­ nics and flame retardancy of polycarbonate composites: talc and kaolin. e-Polymers. 2016. 16(5): 379–386. https://doi.org/10.1515/epoly-2016-0103 21. Mustafa S.N. Effect of kaolin on the mecha­ nical properties of polypropylene/polyethy­ lene composite material. Diyala Journal of Engineering Sciences. 2012. 5(2). P. 162–178. https://doi.org/10.24237/djes.2012.05212 22. Salmah H., Ruzaidi C.M., Supri A.G. Com­ patibilisation of Polypropylene/Ethylene Pro­ pylene Diene Terpolymer/Kaolin Composites: The Effect of Maleic Anhydride-Grafted-Poly­ propylene. Journal of Physical Science. 2009. 20(1). P. 99–107. https://doi.org/10.24237/djes.2012.05212 23. Thongsoon D., Abeykoon C., Vera-Marun I.J., Potluri P., Polrut W., Boonliang B. Compari­ son of Mechanical Properties of Carbon Fibre and Kaolin Reinforced Polypropylene Com­ posites. Proceedings of the 7th World Congress on Mechanical, Chemical, and Material Engi- neering (MCM'21). 2021. Virtual Conference, Paper No. MMME 301. https://doi.org/10.11159/mmme21.301 24. Rama M.S., Swaminathan S. Influence of Struc­ ture of Organic Modifiers and Polyurethane 62 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2023 ВПЛИВ НАПОВНЕННЯ ПОЛІУРЕТАНОВОЇ МАТРИЦІ КАОЛІНОМ НА ДЕМПФЕРНУ ЕФЕКТИВНІСТЬ, МЕХАНІЧНІ ТА ТЕРМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІФІЗИЧНА ХІМІЯ on the Clay Dispersion in Nanocomposites via In Situ Polymerization. Journal of Applied Polymer Science. 2010. 118(3). P. 1774–1786. https://doi.org/10.1002/app.32500 25. Shahzamani M., Rezaeian I., Loghmani M.S., Zahedi P., Rezaeian A. Effects of BaSO4, CaCO3, kaolin and quartz fillers on mechani­ cal, chemical and morphological properties of cast polyurethane. Plastics, Rubber and Com- posites. 2012, 41(6) P. 263–269. https://doi.org/10.1179/1743289811Y.000000 0035 26. Roopa S., Siddaramaiah. Effect of Meta Kaolin Filler on the Physico-mechanical Properties and Chemical Resistance of Chain Extend­ ed Polyurethane. Journal of Reinforced plas- tics and composites. 2007. 26(7). P. 681–686. https://doi.org/10.1177/0731684407075578 27. Nielson L.E. Mechanical Properties of Polymer and Composites. New York: Marcel Dekker­ Int., 1974. 255 p. ISBN-10: 0824761837. REFERENCES 1. Sonnenchein M.F. Polyurethanes: Science, technology, markets, andtrends. NewYork: JohnWileyandSons, 2014. 432 p. ISBN-10: 1118737830. 2. Engels H.-W., Pirkl H.-G., Albers R., Albach R.W., Krause J., Hoffmann A., Casselmann H., Dormish J. Polyurethanes: Versatile Materials and Sustainable Problem Solvers for Today’s Challenges. Angew. Chem. Intern. Ed. 2013. 52(36): 9422–9441. https://doi.org/10.1002/anie.201302766 3. Somarathna H.M.C.C., Raman S.N., Mohotti D., Mutalib A.A., Badri K.H. The use of pol­ yurethane for structural and infrastructural engineering applications: A state-of-the-art review.Construction and Building Materials. 2018. 190: 995–1014. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018. 09.166 4. Lipatov Yu. S., Kercha Yu. Yu., Sergeeva L.M. Struktura isvojstva poliuretanov. K.: Nauk. dumka, 1970. 280 p. (іn Russian). 5. Chen S., Wang Q., Wang T. Preparation, ten­ sile, damping and thermal properties of poly­ urethanes based on various structural polymer polyols: effects of composition and isocyanate index. Journal of Polymer Research. 2012. 19(11): 1–7. DOI: 10.1007/s10965-012-9994-2 6. Chen H., Zhou H.J., Liu D.J., Li Y.T. The Effect of Polyester Structures on the Damping Prop­ erty of Polyurethane Elastomers. Adv. Mat. Res. 2012. 581–582: 710–714. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/ AMR.581-582.710. 7. Nakamura M., Aoki Y., Enna G., Oguro K., Wada H. Polyurethane damping material. J. Elastomers and Plastics. 2015. 47(6): 515–522. https://doi.org/10.1177/0095244314526739 8. Beniah G., Liu K., Heath W.H., Miller M.D., Scheidt K.A., Torkelson J.M. Novel thermo­ plastic polyhydroxyurethane elastomers as effective damping materials over broad tempe­ rature ranges. European Polymer Journal. 2016. 84: 770–783. DOI: 10.1016/j.eurpolymj.2016.05.031 9. Feng Z., Jianjun G., Xin D., Ligang C. Study on Inorganic Modification of Damping Capacity of Polyurethane Materials for Building. MATEC Web of Conferences. 2018. 175: art. 01016. https://doi.org/10.1051/matecconf/2018175 01016 10. Feng Y., Zhou H., Zhang X., Li Y., Li Y. Prepa­ ration and characterization of polyurethane damping materials derived from mixed-base­ prepolymers containing numerous side meth­ yls. e-Polymers. 2015. 15(5): 323–327. https://doi.org/10.1515/epoly-2015-0097 11. BabkinaN.V., Antonenko O.I., Kosianchuk L.F., Brovko O.O. Dempferna efektyvnist dvo­ sharovykh poliuretanovykh kompozytiv. Polym. J. 2021. 43(1): 12–18. DOI 10.15407/polymerj.43.01.012 63https://ucj.org.ua Н. В. Бабкіна, О. І. Антоненко, Л. О. Воронцова, Л. Ф. Косянчук, Н. В. Козак, О. О. Бровко УХЖ № 11 / ТОМ 89 12. Babkina N., Antonenko O., Kosyanchuk L., Vorontsova L., Babich O., Brovko O. Effect of polyurethane material design on damping ability.Polymersfor Advanced Technologies. 2023. 34(11): 3426–3437. https://doi.org/10.1002/pat.6156 13. Katz H.S., Milewski J.V.(Eds.) Handbook of fillers and reinforcements for plastics. NewYo­ rk: Van Nostrand Reinhold. 1978. 652 p. 14. Murray H.H. Applied Clay Mineralogy: Oc­ currences, Processing and Applications of Ka­ olins, Bentonites, Palygorskite-Sepiolite, and Common Clays. Developments in Clay Science. 2. Amsterdam: Elsevier. 2007. 180 p. ISBN-10: 0-444-51701-4. 15. Anam A., Gamit N., Prajapati V., Dholakiya B.Z. An overview of kaolin and its potential application in thermosetting polymers. Mate- rials Today Communications. 2023. 36: 106827. https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2023.106 827 16. Wu W., Tian L. Formulation and morpholo­ gy of kaolin-filled rubber composites. Applied Clay Science. 2013. 80–81: 93–97. https://doi.org/10.1016/j.clay.2013.06.025 17. Sheikh S.H., Yin X., Ansarifar A., Yendal K. The potential of kaolin as a reinforcing filler for rubber composites with new sulfur cure systems. Journal of Reinforced Plastics and Composites. 2017. 36(16): 1–14. https://doi.org/10.1177/0731684417712070 18. Ahmed N.M., El-Sabbagh S.H. The Influence of Kaolin and Calcined Kaolin on SBR Com­ posite Properties. Polymer composites. 2014. 35(3): 570–580. https://doi.org/10.1002/pc.22697 19. Mohmmed J.H. Tensile and Compressive Prop­ erties of Kaolin Rienforced Epoxy. Al-Khwariz- mi Engineering Journal. 2015. 11(3): 96–101. 20. Jang K.-S. Mineral filler effect on the mecha­ nics and flame retardancy of polycarbonate composites: talc and kaolin. e-Polymers. 2016. 16(5): 379–386. https://doi.org/10.1515/epoly-2016-0103 21. Mustafa S.N. Effect of kaolin on the mechani­ cal properties of polypropylene/polyethylene composite material. Diyala Journal of Engi- neering Sciences. 2012. 5(2): 162–178. https://doi.org/10.24237/djes.2012.05212 22. Salmah H., Ruzaidi C.M., Supri A.G. Com­ patibilisation of Polypropylene/Ethylene Pro­ pylene Diene Terpolymer/Kaolin Composites: The Effect of Maleic Anhydride-Grafted-Poly­ propylene. Journal of Physical Science. 2009. 20(1): 99–107. https://doi.org/10.24237/djes.2012.05212 23. Thongsoon D., Abeykoon C., Vera-Marun I.J., Potluri P., Polrut W., Boonliang B. Compari­ son of Mechanical Properties of Carbon Fibre and Kaolin Reinforced Polypropylene Com­ posites. Proceedings of the 7th World Congress on Mechanical, Chemical, and Material Engi- neering (MCM'21). 2021. Virtual Conference, Paper No. MMME 301. https://doi.org/10.11159/mmme21.301 24. Rama M.S., Swaminathan S. Influence of Struc­ ture of Organic Modifiers and Polyurethane on the Clay Dispersion in Nanocomposites via In Situ Polymerization. Journal of Applied Polymer Science. 2010. 118(3): 1774–1786. https://doi.org/10.1002/app.32500 25. Shahzamani M., Rezaeian I., Loghmani M.S., Zahedi P., Rezaeian A. Effects of BaSO4, CaCO3, kaolin and quartz fillers on mechani­ cal, chemical and morphological properties of cast polyurethane. Plastics, Rubber and Com- posites. 2012. 41(6): 263–269. https://doi.org/10.1179/1743289811Y.00000 00035 26. Roopa S., Siddaramaiah. Effect of Meta Kaolin Filler on the Physico-mechanical Properties and Chemical Resistance of Chain Extended Polyurethane. Journal of Reinforced plastics and composites. 2007. 26(7): 681–686. https://doi.org/10.1177/0731684407075578 27. Nielson L.E. Mechanical Properties of Polymer and Composites. New York: Marcel Dekker Int., 1974. 255 p. ISBN-10: 0824761837. Стаття надійшла 26.09.2023.
id oai:ojs2.1444248.nisspano.web.hosting-test.net:article-614
institution Ukrainian Chemistry Journal
keywords_txt_mv keywords
language English
last_indexed 2026-07-23T01:11:03Z
publishDate 2023
publisher V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry
record_format ojs
resource_txt_mv ucjorgua/86/42ffd24a6996c3302406929e00ed4c86.pdf
spelling oai:ojs2.1444248.nisspano.web.hosting-test.net:article-6142026-07-22T08:23:53Z EFFECT OF FILLING A POLYURETHANE MATRIX WITH KAOLIN ON DAMPING EFFICIENCY, MECHANICAL AND THERMAL PROPERTIES. Babkina, Nataliia Antonenko, Oksana Vorontsova, Liubov Kosyanchuk, Ludmila Kozak, Nataly Brovko, Olexandr polyurethane composites, kaolin, damping efficiency, mechanical properties, heat resistance. One of the ways to reduce the cost of a polymermaterial is to replace the weight part of its composition with a cheaper natural filler. In this work, the objects of study are polyurethane composites synthesized by the insitumethod, containing the mineralfiller kaolin from 10 to 40 mass parts. Filling with kaolin significantly lowers the price of polyurethane material, and its cost is reduced by almost 30 percent when the content of the filler is 40 mass parts.  Morphological studies have shown that kaolin particles are uniformly dispersed in the poly­urethane matrix, but thereis a tendency for the iragglomerationas the filler concentration increases. Viscoelastic, mechanical, and thermal properties of polyurethane composites wer studied. The damping efficiency of polyurethane materials was estimated from the results of dynamic mechanical analysis. Itis found that the filler additions lightly decreases the effective damping temperature range of polyurethane composites, but their heat resistance and mechanical properties improve. The method of thermogravimetricanalysis was shown the presence of kaolin significantly changes the character of thermo-oxidative destruction of composites. The temperature interval of the intensive decomposition stage increases for filled systems and the temperature of the maximum rate of weight loss at the decomposition stage (Tmax) increases with increasing kaolin content. According to the results of mechanical studies, an increase in the kaolin content in polyurethanes leads to an increase in the storage modulus (E') and a significant decrease in the relative elongation (ε). Thus, filling with kaolin significantly reduces the cost of polyurethane composites and contributes to their expansion of functional properties due to increased heat resistance and improved mechanical characteristics. V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry 2023-12-29 Article Article Physical chemistry Физическая xимия Фізична xімія application/pdf https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/614 10.33609/2708-129X.89.11.2023.51-63 Ukrainian Chemistry Journal; Vol. 89 No. 11 (2023): Ukrainian Chemistry Journal; 51-63 Украинский химический журнал; ##issue.vol## 89 ##issue.no## 11 (2023): Ukrainian Chemistry Journal; 51-63 Український хімічний журнал; Том 89 № 11 (2023): Український хімічний журнал; 51-63 2708-129X 2708-1281 en https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/614/309 Copyright (c) 2023 Nataliia Babkina, Oksana Antonenko, Liubov Vorontsova, Ludmila Kosyanchuk, Nataly Kozak, Olexandr Brovko https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
spellingShingle Babkina, Nataliia
Antonenko, Oksana
Vorontsova, Liubov
Kosyanchuk, Ludmila
Kozak, Nataly
Brovko, Olexandr
EFFECT OF FILLING A POLYURETHANE MATRIX WITH KAOLIN ON DAMPING EFFICIENCY, MECHANICAL AND THERMAL PROPERTIES.
title EFFECT OF FILLING A POLYURETHANE MATRIX WITH KAOLIN ON DAMPING EFFICIENCY, MECHANICAL AND THERMAL PROPERTIES.
title_full EFFECT OF FILLING A POLYURETHANE MATRIX WITH KAOLIN ON DAMPING EFFICIENCY, MECHANICAL AND THERMAL PROPERTIES.
title_fullStr EFFECT OF FILLING A POLYURETHANE MATRIX WITH KAOLIN ON DAMPING EFFICIENCY, MECHANICAL AND THERMAL PROPERTIES.
title_full_unstemmed EFFECT OF FILLING A POLYURETHANE MATRIX WITH KAOLIN ON DAMPING EFFICIENCY, MECHANICAL AND THERMAL PROPERTIES.
title_short EFFECT OF FILLING A POLYURETHANE MATRIX WITH KAOLIN ON DAMPING EFFICIENCY, MECHANICAL AND THERMAL PROPERTIES.
title_sort effect of filling a polyurethane matrix with kaolin on damping efficiency, mechanical and thermal properties.
topic_facet polyurethane composites
kaolin
damping efficiency
mechanical properties
heat resistance.
url https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/614
work_keys_str_mv AT babkinanataliia effectoffillingapolyurethanematrixwithkaolinondampingefficiencymechanicalandthermalproperties
AT antonenkooksana effectoffillingapolyurethanematrixwithkaolinondampingefficiencymechanicalandthermalproperties
AT vorontsovaliubov effectoffillingapolyurethanematrixwithkaolinondampingefficiencymechanicalandthermalproperties
AT kosyanchukludmila effectoffillingapolyurethanematrixwithkaolinondampingefficiencymechanicalandthermalproperties
AT kozaknataly effectoffillingapolyurethanematrixwithkaolinondampingefficiencymechanicalandthermalproperties
AT brovkoolexandr effectoffillingapolyurethanematrixwithkaolinondampingefficiencymechanicalandthermalproperties