Композиційні матеріали

ОСТАННІ ДОСЯГНЕННЯ У СТВОРЕННІ ПЛІВКОУТВОРЮЮЧИХ ЕМУЛЬСІЙ НА ОСНОВІ БІОПОЛІМЕРА PLA

Сергій Хлистун — 2025-05-15

Полі(молочна кислота) (PLA), біорозкладний біополімер, стикається з проблемами при створенні покриттів через проблеми з утворенням плівки та стабільністю. Для покращення характеристик дослідники використовують пластифікатори, флексибілізатори та зшиваючі агенти. Методи емульгування, такі як випаровування розчинника, змішування з високим зсувом та ультразвукове емульгування, допомагають диспергуванню ПЛА, причому останнім часом основна увага приділяється методам, що не містять розчинників, таким як реактивна екструзія. Стабілізатори, такі як полівініловий спирт, казеїн і пектин, покращують стабільність емульсії. Однак залишаються такі проблеми, як фазовий поділ, високі енергетичні вимоги та залишкові розчинники. Дослідження екологічно чистих стабілізаторів, «зеленої» переробки та нанокомпозитів PLA спрямовані на покращення механічних властивостей та масштабованості. Емульсії PLA є перспективними для обробки деревини, пакування харчових продуктів та біомедичних покриттів, зменшуючи викиди летких органічних сполук. Досягнення в розробці рецептур і переробці стануть ключем до розкриття повного потенціалу покриттів на основі PLA.

ОЦІНКА ВПЛИВУ ДОБАВКИ МІДНОГО ГІДРОКСИАПАТИТУ НА ФЕМТОСЕКУНДНУ ЛАЗЕРНУ АБЛЯЦІЮ АРМОВАНИХ ВУГЛЕЦЕВИМ ВОЛОКНОМ ПЛАСТИКІВ

Денис Баклан — 2025-05-14

Армовані вуглепластики (CFRP) широко використовуються в аерокосмічній, автомобільній та морській промисловості завдяки їхньому відмінному співвідношенню міцності до ваги, хімічній стійкості та здатності до формування. Однак їх неоднорідна структура ускладнює звичайну механічну обробку, часто вимагаючи багатоетапної обробки. Лазерна мікрообробка, особливо з використанням фемтосекундних (фс) імпульсів, пропонує багатообіцяючу альтернативу, мінімізуючи зони термічного впливу (ЗТВ) і забезпечуючи точну абляцію. Проте нерівномірність абляції між епоксидною матрицею і вуглецевими волокнами залишається проблемою. У цій роботі було синтезовано мікрочастинки заміщеного міддю гідроксиапатиту (Cu-HAp) та введено в епоксидну матрицю для покращення поглинання лазерної енергії та рівномірності абляції. Аналіз за допомогою РЕМ показав, що частинки Cu-HAp мають ієрархічну квазікубічну морфологію з високою площею поверхні, сприятливою для поглинання інфрачервоного випромінювання. Зразки вуглепластику, модифіковані Cu-HAp, обробляли за допомогою fs-лазера з довжиною хвилі 1030 нм і досліджували морфологію поверхні, що утворилася. Порівняно з немодифікованими системами, композити, модифіковані Cu-HAp, показали більш чітко окреслені зони абляції, глибше видалення матеріалу та покращену однорідність між волокнистою та матричною фазами. Результати підтверджують, що Cu-HAp слугує ефективним поглиначем ближнього інфрачервоного випромінювання, підвищуючи точність та якість лазерної обробки вуглепластику. Ці результати підтверджують потенціал добавок Cu-HAp для вдосконаленої мікрообробки та функціонального структурування поверхні полімерних композитів.

ОДЕРЖАННЯ ІНФУЗОВАНИХ ПОВЕРХОНЬ НА ОСНОВІ ПОЛІМЕРНИХ ПЛІВОК

Денис Маковський — 2025-05-15

У роботі розглянуто перспективи створення інфузованих поверхонь (SLIPS) на основі полімерних плівок. Визначено основні етапи формування таких поверхонь, зокрема створення мікро- та нанотекстур, а також їх просочення мастильними рідинами. Проаналізовано два підходи: метод лазерної обробки з наступним використанням металевих темплатів для термоформування, та метод безпосереднього нанесення текстурованих плівок із дисперсій. Обґрунтовано перевагу лазерного підходу у контексті масштабованості та сумісності з екструзійними полімерними плівками. Визначено необхідність подальших досліджень з переносу текстур та мікрореологічних властивостей полімерних розплавів у мікроканалах.

ОЦІНКА УФ-СТІЙКОСТІ ПЛІВОК НА ОСНОВІ ПЛА З ВИКОРИСТАННЯМ НАТУРАЛЬНИХ ПЛАСТИФІКАТОРІВ

Ангеліна Лебеденко — 2025-05-14

У роботі досліджено вплив біорозкладних пластифікаторів — натурального та соєвого восків — на стабільність полілактидної (PLA) плівки під дією ультрафіолетового випромінювання. Об’єктом дослідження є біополімерні плівки на основі PLA, предметом — модифікація їх властивостей за допомогою натуральних пластифікаторів. Метою є оцінка ефективності таких добавок з позицій покращення експлуатаційних характеристик без втрати екологічної переваги матеріалу. Встановлено, що обидва типи восків покращують гідрофобність плівки після УФ-старіння порівняно з чистим PLA та зразками, модифікованими PEG. Найменше зниження кута змочування спостерігалося для зразків із натуральним воском. Висновки свідчать про доцільність використання біопластифікаторів для підвищення УФ-стабільності PLA-плівок без зниження їх біорозкладності, що відкриває перспективи їхнього застосування у сфері екологічної упаковки.

ВИКОРИСТАННЯ ЧЕРВОНОГО ШЛАМУ ЯК ФУНКЦІОНАЛЬНОГО НАПОВНЮВАЧА У ПОЛІМЕРНИХ КОМПОЗИТАХ

Вероніка Максимчук — 2025-05-15

У роботі досліджено вплив червоного шламу, що є відходом глиноземного виробництва, на теплофізичні властивості полімерних композитів на основі водних дисперсій бутадієн-стирольної (Latex 2012) та акрилової (Policril 590). Встановлено, що введення 65–90 мас.% червоного шламу сприяє зростанню теплопровідності композитів у низькотемпературному діапазоні та збереженню стабільних характеристик при підвищенні температури. Показано, що при зростанні пористості та густини матеріалів спостерігається формування безперервної теплопровідної структури. Вибір водних полімерних дисперсій забезпечує ефективну взаємодію з гідрофільним наповнювачем без додаткової хімічної модифікації. Отримані результати підтверджують доцільність використання червоного шламу як функціонального наповнювача та відкривають перспективи застосування таких композитів у будівництві, теплоізоляційних та екологічно орієнтованих матеріалах.

БІОРОЗКЛАДНІ ПОЛІМЕРИ З ГІДРОКСИАПАТИТОМ ДЛЯ МЕДИЧНИХ ЦІЛЕЙ: СУЧАСНИЙ СТАН І ПЕРСПЕКТИВИ ЗАСТОСУВАННЯ

Антоніна Лазюта — 2025-05-15

У роботі представлено огляд сучасних досягнень у створенні біорозкладних полімерних композитів з гідроксиапатитом (ГАП) для медичного застосування. Проаналізовано можливості поєднання синтетичних (PLA, PLGA, PCL, PEEK) та природних полімерів з гідроксиапатитом для створення матеріалів із покращеними механічними та біологічними властивостями. Особливу увагу приділено використанню наночастинок ГАП, природних джерел його синтезу, систем доставки лікарських засобів, імплантатів та 3D-друкованих каркасів для тканинної інженерії. Описано переваги модифікації полімерних матриць домішками Sr²⁺, Zn²⁺, Ag⁺, а також структурними добавками, такими як фторапатит або графен. Підкреслено актуальні проблеми галузі — низька механічна стабільність деяких композитів, потреба в масштабованих технологіях 3D-друку та нестача клінічних досліджень. Матеріал буде корисним для фахівців у сфері біоматеріалів, ортопедії, регенеративної медицини та медичного матеріалознавства.

МІНЕРАЛЬНІ ЗАХИСНІ ПОКРИТТЯ З РОЗЧИНІВ КРЕМНІЙОРГАНІЧНИХ СПОЛУК: СУЧАСНИЙ СТАН ПРОБЛЕМИ

Платон Тихонов — 2025-05-15

Предметом огляду є неорганічні золь-гель силанові покриття, що формуються на металевих поверхнях з метою захисту від корозії. Вони відрізняються своєю підвищеною стійкістю до факторів навколишнього середовища, в тому числі УФ, екологічною дружністю в довгостроковій перспективі порівняно з органічними матрицями. Було проаналізовано фактори, що впливають на синтез таких покриттів(pH, розчинник, температура, концентрація, обробка поверхні та ін.) їх недоліки в експлуатації та обмеження в наявних дослідженнях. Особливу увагу приділено можливостям удосконалення шляхом введення різного типу гідрофобних наночастинок задля досягнення супергідрофобного стану Касі і корозійних інгібіторів. Основним результатом є обґрунтування перспективи використання таких покриттів як ефективного бар’єрного шару з потенціалом самоочищення, біозахисту та мінімальним впливом на довкілля.

ВПЛИВ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ НА ФОРМУВАННЯ СТАБІЛЬНИХ ПЛА-ДИСПЕРСІЙ

Анна Білоусова — 2025-05-14

Збільшення забруднення довкілля традиційними пластиками на основі нафти стало важливою причиною активного розвитку біорозкладних матеріалів, які виготовляють з відновлюваної сировини, зокрема полімолочної кислоти (ПЛА). Серед численних форм її застосування значний інтерес викликають водні дисперсії, які можуть бути використані для створення функціональних покриттів або плівок. Однак стабільність таких дисперсій та морфологія частинок значною мірою залежать від технологічних параметрів процесу їх одержання. У цій роботі представлено результати дослідження впливу технологічних параметрів на отримання ПЛА-дисперсій. Було розроблено методику отримання стабільної дисперсії шляхом диспергування розчину ПЛА у дихлорметані в присутності змочувача SDS за низькошвидкісного перемішування, поступового нагрівання та подальшої стабілізації системи згущувачем. Установлено, що дихлорметан забезпечує рівномірне випаровування та дозволяє уникнути передчасної коагуляції частинок, на відміну від етилацетату, який продемонстрував недостатню ефективність у цьому процесі. Також було встановлено, що ультразвукова обробка в застосованих умовах не забезпечує зменшення розміру частинок. Отримані результати дозволили визначити оптимальні умови формування ПЛА-дисперсій з частинками мікронного розміру.

АНАЛІЗ СУЧАСНИХ ПІДХОДІВ ДО СТВОРЕННЯ СТИМУЛ-ЧУТЛИВИХ ПОЛІМЕРНИХ МАТРИЦЬ ДЛЯ БІОМЕДИЧНИХ ЗАСТОСУВАНЬ

Тетяна Рудник — 2025-05-15

У роботі представлено аналітичний огляд сучасних підходів до створення полімерних матриць, чутливих до фізико-хімічних стимулів, із фокусом на їхнє застосування в біомедичній галузі. Розглянуто методи радикальної, фотоініційованої, комбінаторної та мікрофлюїдної полімеризації, особливості використання біополімерів і гібридних систем. Окреслено шляхи зниження собівартості синтезу, масштабування виробництва та покращення функціональних характеристик матеріалів. Проаналізовано приклади застосування стимул-чутливих полімерних матриць у системах контрольованого вивільнення ліків, регенеративній медицині, тканинній інженерії та біосенсорних технологіях. Визначено найперспективніші напрямки розвитку з огляду на ефективність, економічність та біосумісність.

ОЛІГОЕТЕРГУАНІДИНІЄВІ КОМПЛЕКСИ ЗІ СРІБЛОМ НА ОСНОВІ АЛКІЛЗАМІСНИХ ОЛІГОМЕРІВ

Марина Вортман — 2025-05-14

Синтезовані олігоетергуанідинієві комплекси зі сріблом на основі ароматичного гуанідинієвого олігомеру та алкілзамісних олігомерів реакцією гуанідивмісного олігомеру з нітратом срібла за мольного співвідношення компонентів 1:1 в диметилформіді за кімнатної температури.
Комплеки гуанідинвмісного ароматичного, аліфатичного олігомерів та аліфатичних алкілзамісних гуанідинійвмісних олігомерів з нітратом срібла проявляли антимікробну дію щодо ґрунтових гетеротрофних бактерій-деструкторів захисних покриттів. Діаметр зон затримки росту бактерій становив 11-29мм. Комплекси аліфатичних алкілзамісних гуанідинійвмісних олігомерів проявляли більшу антимікробну активність проти досліджених бактерій ніж гуанідинвмісний ароматичний олігомер. Виявлено, що антимікробна активність олігоетергуанідинієвих композицій залежить від довжини алкільного радикалу. Найбільші зогни пригнічення росту бактерій спостерігались під дією комплексу гуанідинієвих олігомерів з Alk- C₇H₁₅Alk -C₁₀H₁₅ з сріблом.

ТЕПЛОФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ПОЛІМЕРНИХ КОМПОЗИТІВ, МОДИФІКОВАНИХ ВІДСІВАМИ АНДЕЗИТУ

Єлізавета Колобовнікова — 2025-05-15

У роботі представлено результати дослідження використання відсівів андезиту як мінерального наповнювача в полімерних композиційних матеріалах. Об’єктом дослідження виступають полімерні композити на основі латексів Latex 2012 і Policril 590, а предметом - вплив концентрації відходів андезиту на теплофізичні характеристики цих матеріалів. Метою дослідження є обґрунтування доцільності вторинного використання техногенних відходів андезиту для створення композитів з підвищеною теплопровідністю. У роботі на основі дифрактограми наповнювача розраховано розмір кристалітів, досліджено залежності теплопровідності від температури, густини та пористості при різній концентрації андезиту (65 і 90 мас.%). Встановлено, що при високому вмісті наповнювача формуються ефективні теплопровідні шляхи, які забезпечують зростання теплопровідності навіть за умов підвищеної пористості. Отримані результати підтверджують доцільність залучення андезитових відходів до складу ПКМ та відкривають нові можливості для їх використання в матеріалах конструкційного й теплоізоляційного призначення.

ХАРАКТЕРИСТИКА ВОДОВІДШТОВХУВАЛЬНИХ ТЕКСТУР, ОТРИМАНИХ НА ПОЛІМЕРНИХ ПЛІВКАХ ЗА МЕТОДОМ ОУЕНСА-ВЕНДТА

Володимир Страшенко — 2025-05-14

Дане дослідження присвячене характеристиці водовідштовхувальних полімерних плівок з мікро- та наноструктурованою поверхнею з використанням методу Оуенса-Вендта. Досліджено плівки полідиметилсилоксану (ПДМС) та поліетилену низької густини (ПНД), розроблені для покращення водовідштовхувальних властивостей. Підхід Оуенса-Вендта було застосовано для оцінки поверхневої енергії та впливу текстури поверхні на поведінку при змочуванні. Результати показали, що хоча обидва матеріали демонструють супергідрофобні властивості за певних умов, поверхні PDMS демонструють нижчу стійкість до переходу змочування порівняно з LDPE. Наявність стану Кассі-Бакстера була підтверджена відхиленнями від лінійності на графіках Оуенса-Вендта. Ці результати підтверджують потенціал структурованих полімерних поверхонь для розробки ефективних водовідштовхувальних матеріалів для різних застосувань.

ФОРМУВАННЯ СТРУКТУРИ ПОЛІМЕРНИХ КОМПОЗИТІВ З ДОДАВАННЯМ ЗОЛИ ВИНОСУ ТЕС

Любов Мельник — 2025-05-15

У статті розглянуто перспективи використання золи виносу теплових електростанцій як мінерального наповнювача для полімерних композиційних матеріалів. Обґрунтовано доцільність застосування водних дисперсій полімерів для покращення сумісності з гідрофільною поверхнею золи та забезпечення її рівномірного розподілу в полімерній матриці. Метою дослідження є вивчення впливу концентрації золи на формування порової структури, водопоглинання, питомої поверхні та середнього розміру пор у композитах на основі латексів бутадієн-стирольного марки Latex 2012 та акрилового марки Policril 590. Експериментальні результати показали, що введення золи сприяє утворенню мезопористої структури, з високим рівнем відкритої пористості, особливо у зразках із Latex 2012. Отримані композити мають потенціал застосування в екологічно безпечних конструкційних матеріалах.

СУПЕРГІДРОФОБНІ ПОКРИТТЯ НА ОСНОВІ ВУГЛЕЦЕВИХ НАНОТРУБОК

Денис Баклан — 2025-05-15

Це дослідження зосереджено на розробці супергідрофобних покриттів на основі вуглецевих нанотрубок (ВНТ), які демонструють унікальні структурні та фізико-хімічні властивості. Дослідження охоплюють плівкові матеріали як з вирівняними, так і з невирівняними структурами ВНТ, виготовлені різними методами осадження, такими як хімічне осадження з парової фази (CVD), напилення, нанесення покриття зануренням і електроспінінг. Основна мета — проаналізувати поточні стратегії виготовлення супергідрофобних поверхонь на основі ВНТ, визначити ключові параметри, що впливають на водовідштовхувальні властивості, і оцінити масштабованість і екологічну сумісність цих підходів. Основний висновок підкреслює ефективність як вирівняних, так і випадково розподілених плівок CNT у досягненні режиму змочування Кессі-Бакстера з контактними кутами понад 150° і низькими кутами ковзання. Дослідження демонструє, що функціоналізація гідрофобними групами, поєднання ВНТ з іншими наноматеріалами та оптимізовані параметри осадження можуть значно підвищити гідрофобність поверхні, розширюючи функціональність покриттів. Ці покращення включають механічну довговічність, здатність до самоочищення, захист від зледеніння та ефективність захисту від обростання. Результати підкреслюють потенціал супергідрофобних покриттів на основі УНТ для практичного застосування в таких сферах, як енергетика, будівництво, транспорт і біомедична інженерія.

ОСОБЛИВОСТІ ЗМОЧУВАННЯ ВИСОКОГІДРОФОБНИХ ПОКРИТТІВ НА ОСНОВІ ДІАТОМІТУ

Артем Наумчик — 2025-05-15

СИНТЕЗ ТА ВЛАСТИВОСТІ ІЗОМЕРНОГО ФТОРОВАНОГО АРОМАТИЧНОГО ПОЛІАЗОМЕТИНУ

Ігор Ткаченко — 2025-05-15

Розроблено метод синтезу фторованого ароматичного поліазометину (ФПАМ) шляхом реакції декафторбіфенілу з пара-/мета-заміщеним азометинвмісним мономером фенольного типу за механізмом ароматичного нуклеофільного заміщення у присутності K₂CO₃ як основи. Отриманий полімер характеризується високою розчинністю у високополярних апротонних розчинниках та у хлороформі, з яких формує механічно стабільні плівки. Хімічну будову ФПАМ досліджено методами ІЧ-, УФ-, ¹H та ¹⁹F ЯМР-спектроскопії. За даними ширококутової рентгенографії встановлено, що полімер має аморфну структуру. Особливістю ФПАМ є наявність двох температур склування на його термограмі ДСК, що свідчить про формування у структурі полімеру як більш мобільної, так і жорсткої аморфних фаз. Полімер демонструє високу термоокислювальну стабільність (T_5% = 355 °C) і є перспективним для створення матеріалів, зокрема композитних, з метою подальшого дослідження їх в галузях електрооптики та фотоніки.

ВПЛИВ КАРБОНАТУ КАЛЬЦІЮ НА ПРОЦЕС БАГАТОРАЗОВОЇ ПЕРЕРОБКИ ПВХ КОМПОЗИТІВ

Андрій Савчук — 2025-05-14

Анотація. Досліджено вплив наповнювача карбонату кальцію на реологічні та фізико-механічні властивості отриманих жорстких ПВХ-композицій у процесі циклічної переробки. З метою визначення оптимальних параметрів модифікуючих добавок було проведено серію експериментів із варіацією їх концентрацій та аналізом змін показника течії розплаву (ПТР), міцності при розтягуванні, відносного видовження та ударної в’язкості впродовж п’яти циклів переробки. Результати свідчать, що введення 15-20 мас. частин карбонату кальцію підвищує термостабільність і забезпечує збереження механічних властивостей, але перевищення цього значення негативно впливає на ударну міцність та обмежує повторне використання матеріалу. Отримані результати є вагомим внеском у розвиток технологій багаторазової переробки ПВХ в умовах циклічної економіки та дозволяють удосконалити рецептури компаундів для промислового застосування

ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ТІОСУЛЬФАТУ КАЛЬЦІЮ НА ВЛАСТИВОСТІ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТУ

Ярослав Якименко — 2025-05-15

Наведені результати досліджень гідратації та тверднення портландцементу типу СЕМ ІІ/А-52,5R за наявности тіосульфату кальцію (Са2S2O3·6Н2О). Встановлено, шо ця добавка змінює якісний та кількісний склад продуктів гідратації. Зокрема, за даними рентгенофазового аналізу на ранніх термінах тверднення в цементному камені утворюється підвищена кількість етрингіту у вигляді дрібнодисперсних волокнистих кристалів. Формування такої структури приводить до збільшення показників міцности бетону, що є важливим для виробів з високою ранньою міцністю на згин.

АСПЕКТИ РОЗШИРЕННЯ СИРОВИННОЇ БАЗИ ВИРОБНИЦТВА ЦЕМЕНТУ

Наталія Дорогань — 2025-05-14

У доповіді показано можливість розширення сировинної бази виробництва цементного клінкеру при зменшенні витрат карбонатних і глинистих природних матеріалів. Методика досліджень поєднує застосування аналіза комп’ютерних розрахунків сировинних композицій з хімічним, рентгенофазовим аналізом та технологічними тестуваннями згідно діючих стандартів. Проведено аналіз складів сировинних сумішей на основі системи крейда-відходи виробництва паперу (скоп)-відсіви видобутку перліту з варіюванням кількісного співвідношення компонентів при заданих характеристиках продукту випалу. Визначено склади сумішей з введенням 16 – 36 мас.% скопу. Показано особливості фазоутворення цементного клінкеру в інтервалі максимальних температур випалу 1200-1400 ^оС та показників властивостей цементу. Визначена можливість регулювання термінів тужавлення при варіюванні вмісту скопу та кількісного співвідношення компонентів вихідної сировинної суміші.

ВИСОКОПРОДУКТИВНІ АБРАЗИВНІ ІНСТРУМЕНТИ БАРАБАННОГО ТИПУ ОСНАЩЕНІ ЗМІННИМИ РІЖУЧИМИ ЕЛЕМЕНТАМИ З НТМ

Олексій Гончарук — 2025-05-15

Розглянуто процеси синтезу робочого шару абразивних інструментів з використанням різних способів, відмічені їх особливості, недоліки. Наведені результати застосування лазерного випромінення для спікання композитів з НТМ. Вперше показано, що лазерне нагрівання композитів, що містять металеву зв’язку і зерна НТМ до температур 1600 ºС не призводить до втрати їх міцності. Показано, що час дії лазерного випромінення і розплаву зв’язки на зерна НТМ не повинен перевищувати 0,3 с. Висвітлюються дані про високопродуктивні інструменти барабанного типу, оснащених змінними вставками з НТМ. Висвітлюються результати математичного моделювання процесів формування шару з НТМ, методи розрахунку параметрів спікання, представлено комплекс пристроїв та засобів для забезпечення процесу виготовлення абразивних алмазних вставок барабанів.

ВЛАСТИВОСТІ ТА СКЛАД РЕМОНТНИХ СУМІШЕЙ ДЛЯ ВІДНОВЛЕННЯ МОСТІВ

Олексій Сікорський — 2025-05-14

У статті проведено розгорнутий огляд сучасних ремонтних сумішей, які застосовуються для відновлення мостових конструкцій різного типу. Особливу увагу приділено характеристикам найбільш популярних матеріалів, включаючи полімерцементні, сульфатостійкі, мінеральні армовані та швидкотвердіючі склади. Проаналізовано їхню ефективність в умовах високих навантажень, перепадів температур, впливу солей і хімічно агресивних середовищ. Представлено порівняльний аналіз за ключовими експлуатаційними показниками: міцність, морозостійкість, водонепроникність, адгезія та довговічність. Враховано також особливості нанесення, час твердіння, зчеплення з підложкою та поведінку при тривалих механічних впливах. На основі огляду рекомендовано конкретні типи сумішей для окремих умов ремонту мостів, зокрема аварійних, запланованих і комплексних відновлювальних заходів. Ілюстративні матеріали, фотографії та структурні схеми сприяють глибшому розумінню ефективності кожного рішення. Результати дослідження можуть бути корисними для інженерів-проєктувальників, будівельників та технічних фахівців у галузі мостового будівництва та експлуатації.

СИНТЕЗ ТА ХАРАКТЕРИЗАЦІЯ КОМПОЗИТІВ НА ОСНОВІ МОДИФІКОВАНИХ ГІДРОКСИАПАТИТІВ З ZrO2

Лідія Дремова — 2025-05-15

Метою роботи було розробка одностадійного методу синтезу композитів
модифікованих катіонами натрію і магнію та карбонат-аніоном кальцій фосфатів
апатитового типу з різним (5, 10 та 25 мас%) вмістом ZrO 2 . Зразки синтезовано з водних
розчинів системи Ca 2+ -Mg 2+ -Na + -NH 4 + -PO 4 3- -CO 3 2- -NO 3 - з додаванням цирконілнітрату та
відпалено при температурі 600С. За даними рентгенівської дифракції на порошках
встановлено формування кальцій фосфатів апатитового типу (гексагональна сингонія,
просторова група Р6 3 /m) та ZrO 2 . Присутність карбонат-аніонів у складі гідроксиапатитів
підтверджено даними ІЧ-спектроскопії. Дослідження впливу синтезованих композитів з
вмістом 10 чи 25 мас% ZrO 2 на значення рН модельного розчину виявило їх активність зі
зростанням рН впродовж перших 3 днів, що є дещо вищим для композитів з більшим
вмістом активної фосфатної компоненти. Одержані результати можуть бути використані у
розробках біоактивних матеріалів для ортопедії.

Роботу виконано за фінансової підтримки НФДУ (реєстраційний номер
№2023.03/0109).

ПІДВИЩЕННЯ СОРБЦІЙНОЇ ЗДАТНОСТІ УКРАЇНСЬКОЇ САПОНІТОВОЇ ГЛИНИ ЩОДО ІОНІВ Fe(III), Сu(II), Pb(II), Cd(II) ШЛЯХОМ АКТИВАЦІЇ УЛЬТРАЗВУКОМ ТА ПОДАЛЬШОЇ ХІМІЧНОЇ МОДИФІКАЦІЇ ПОЛІМЕРАМИ

Ольга Олексишина — 2025-05-15

Досліджені сорбційні властивості сапонітової глини Ташківського родовища Хмельницької області щодо іонів Fe(III), Сu(II), Pb(II), Cd(II) після обробки ультразвуком протягом 10-30 хвилин і подальшої хімічної модифікації поверхні мінералу шляхом in situ іммобілізації полі-5-(4-нітро)фенілазо-8-метакрилоксихіноліну та адсорбції заздалегідь синтезованого кополімеру полі-(8-метакрилоксихінолін-5-сульфокислота)-ко-(метилметакрилат)-1:3. За результатами методу низькотемпературної адсорбції-десорбції азоту показані зміни параметрів поверхні мінералу після обробки ультразвуком та іммобілізації полімерів. Шляхом термогравіметричного аналізу визначені масові частки полімерів у складі синтезованих композитів і зафіксоване підвищення ефективності методу in situ іммобілізації полімеру після обробки мінералу ультразвуком. Знайдено, що урезультаті ультразвукової обробки адсорбційна ємність сапоніту зростає щодо іонів Fe(III), Сu(II), Pb(II), Cd(II) у рази, а після подальшої іммобілізації полімерів додатково збільшується на 10-20%.

СИНТЕЗ ТА ДОСЛІДЖЕННЯ КОМПОЗИТІВ ЛЕГОВАНИХ КАЛЬЦІЙ ФОСФАТІВ З ФЕРИТОМ МАГНІЮ

Єва Комащенко — 2025-05-14

В роботі наведено результати дослідження особливостей формування композитів на основі модифікованих кальцій фосфатів з феритами магнію за мольних співвідношень Ca²⁺ : Na⁺ : Zn²⁺ : PO₄^3- : СО₃^2- : Mg²⁺ : Fe³⁺ = 38,5 : 1,0 : 1,0 : (24-у) : у : х : 2х (х = 2 та 15, у = 0 чи 2) відпалених при температурах 600 та 700 °С. Встановлено, що підвищення вмісту катіонів магнію і феруму у вихідному розчині, що передбачало зростання вмісту фериту у складі композиту призводить до формування модифікованих біфазних кальцій фосфатів з однаковим вмістом фаз на основі Са₁₀(РО₄)₆(ОН)₂та b-Са₃(РО₄)₂. Показано, що синтезовані композити на основі біфазних кальцій фосфатів з феритом характеризуються активністю щодо часткового розчинення у модельному розчині, що можна регулювати через реалізацію часткового заміщення фосфат-аніону на карбонат у складі фази апатитового типу. Це є важливим для одержання матеріалів для контрольованого відновлення кісткової тканини.

МІЦНІСТЬ КОМПОЗИТУ ЯК ФУНКЦІЯ ВЗАЄМОДІЇ ЇЇ КОМПОНЕНТІВ У ЗОНІ КОНТАКТУ

Глуховський Владислав — 2025-05-15

Бетон, який представляє собою композиційний гетерогенний матеріал, характеризується наявністю таких структурних параметрів як технологічні тріщини та залишкові деформації, які виникають у період отримання самого матеріалу при формуванні та подальшому твердненні. У зв’язку з чим, основною причиною руйнування таких матеріалів є незворотне зростання технологічних тріщин до тріщин руйнування або магістральних. У зв'язку з чим, вирішення проблеми підвищення міцності бетонів з урахуванням несприятливого впливу навколишнього середовища є виправданим та практично необхідним. [1]. Дисперсне армування зменшує розмір об'ємних деформацій бетону в початковий період твердіння, причому його вплив тим більше, чим вище концентрація волокна в цементній матриці.

Предметом дослідження є вивчення залежності експлуатаційних властивостей композицій на основі неорганічних в’яжучих та мінеральних волокон від процесів хімічної взаємодії у зоні контакту між новоутвореннями твердіючого неорганічного в’яжучого та армуючим компонентом з використанням модельних систем

У якості об'єктів дослідження використані склоцементні композиції на основі армуючих компонентів зі стекол різної гідролітичної стійкості та матриць на основі неорганічних в’яжучих.

ОГЛЯД ЗАСОБІВ ДЛЯ ВІДНОВЛЕННЯ ІРЖАВОЇ АРМАТУРИ В ЗАЛІЗОБЕТОННИХ КОНСТРУКЦІЯХ

Аліна Сугоняко — 2025-05-14

У статті розглянуто сучасні різновиди хімічних засобів для відновлення іржавої арматури в залізобетонних конструкціях. Проаналізовано їх хімічний склад, механізм дії, особливості застосування, зокрема щодо очищення, пасивації та формування захисного покриття арматури. Розглянуто принципи роботи засобів на основі ортофосфатів, танінів, лужних гідроксидних розчинів, а також цинкових сполук, що забезпечують ефективний катодний захист. Особливу увагу приділено технологічним аспектам підготовки поверхні, включаючи очищення від іржі, знежирення та знепилення. Проведено порівняльний аналіз засобів за критеріями хімічного складу, швидкості реакції, зручності нанесення, сумісності з бетоном і подальшим покриттям. У роботі наведено таблиці властивостей найбільш ефективних складів і проілюстровано основні етапи застосування. Визначено переваги та обмеження окремих груп засобів у контексті довготривалого захисту арматури в умовах експлуатації різного ступеня агресивності. Матеріали статті можуть бути використані як довідкова база для інженерів-будівельників, проектантів, спеціалістів з технічного обстеження та відновлення конструкцій.

СПОСОБИ ВІДНОВЛЕННЯ ОГОЛЕНОЇ ІРЖАВОЇ АРМАТУРИ В БЕТОННИХ КОНСТРУКЦІЯХ

Даніела Кондратюк — 2025-05-14

У статті представлено детальний науковий огляд сучасних технологій та методів відновлення оголеної іржавої арматури в бетонних конструкціях, які зазнали корозійних процесів внаслідок агресивного зовнішнього середовища або недотримання технологій під час будівництва. Розглянуто ефективність механічного очищення поверхні арматури, хімічної обробки із використанням кислотних складів, застосування інгібіторів корозії органічного та неорганічного походження, впровадження електрохімічного (катодного) захисту із застосуванням зовнішніх джерел струму та використання спеціалізованих ремонтних розчинів, що забезпечують захисний шар навколо арматури. Надано обґрунтовану оцінку переваг, недоліків, сфер доцільного застосування кожного з методів із урахуванням експлуатаційних умов, довговічності, економічної доцільності та технічної складності реалізації. Ілюстративний матеріал у вигляді схем і фото дозволяє візуалізувати ключові технологічні етапи втручання та сприяє формуванню цілісного уявлення про вибір оптимального підходу до ремонту та зміцнення конструкцій.

ВИКОРИСТАННЯ ВІДХОДІВ ЗОЛИ ВУГІЛЬНИХ ТЕС ПРИ ВИРОБНИЦТВІ КЕРАМІЧНОЇ ЦЕГЛИ

Ірина Суббота — 2025-05-14

Кераміка у сучасному світі займає багатогранне місце, поєднуючи традиції і інновації, екологічність і практичність. Кераміка продовжує залишатися майбутнім. Керамічна цегла залишається основним будівельним матеріалом, і покращення її фізико-механічних властивостей забезпечує більш надійні та екологічні властивості будівель. Сучасні будівельні норми і стандарти вимагають використання будівельних матеріалів високої якості. Покращення фізико-механічних властивостей керамічної цегли відіграє є важливе значення для розвитку будівельної галузі, забезпечення відповідної якості та безпеки будівель, а також для досягнення екологічних та економічних цілей при виробництві керамічних матеріалів. Використання відходів золи вугільних ТЕС у виробництві керамічної цегли сприятиме зменшенню негативного впливу на довкілля, зниженню витрат на виробництво керамічних матеріалів, роблячи процес виробництва цегли більш екологічним і економічно вигідним.

ТЕПЛОПРОВІДНІСТЬ СКЛАДНО-КОМПОЗИЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ НА ОСНОВІ ZRO2 ДЛЯ СТВОРЕННЯ НОВІТНІХ ТЕПЛОЗАХИСНИХ ПОКРИТТІВ

Аліна Макудера — 2025-05-15

Для підвищення коефіцієнту корисної дії (ККД) сучасних газотурбінних двигунів необхідні новітні матеріали для керамічного шару термобар’єрних покриттів, оскільки стандартний матеріла керамічного шару ( ZrO₂ – 6-8 мас. %) Y₂O₃ ) наближається до температурної межі експлуатації. Одна з основних вимог до матеріалів, що розробляють, – низька теплопровідність. Мета роботи - Визначення теплопровідності складно композиційних матеріалів на основі ZrO₂, комплексно стабілізованого оксидами рідкісноземельних елементів ітрієвої підгрупи. Досліджено теплопровідність зразків складу M-ZrO₂ (70-90 мас. %) - ВК (30-10 мас.%) в інтервалі 313-673 К. ВК – комплексний стабілізатор, що вміщує (мас.%): 13,3 Y₂O₃; 33.2 Dy₂O₃; 21.8 Er₂O₃; 12.5 Yb₂O₃; 1.22 Tb₄O₇; 8.9 Ho₂O₃; 1.86 Tm₂O₃; 0.57 Lu₂O₃; сумарний вміст інших оксидів – 6.65 (у тому числі Al₂O₃ – 3,2). Теплопровідність зразків визначено в інтервалі 313–673 К. Встановлено, що комплексна стабілізація ZrO₂ оксидами рідкісноземельних елементів ітрієвої підгрупи сприяє зниженню теплопровідності на 34 % у порівнянні зі стандартним матеріалом.

СКЛОБІЙ РІЗНИХ ВИРОБНИЦТВ ЯК АЛЬТЕРНАТИВНА СИРОВИНА ДЛЯ БУДІВЕЛЬНОЇ КЕРАМІКИ

Валентина Соломченко — 2025-05-14

Предметом дослідження є пошук шляхів утилізації промислових відходів, зокрема, склобою, при виготовленні будівельної кераміки. Мета – дослідити вплив додавання склобою до основної глинистої сировини на якість виробів будівельної кераміки. Об’єкт – склобій фармацевтичного, тарного скла і його вплив на фізико-механічні властивості та естетичні характеристики будівельної кераміки. Розглянуто можливість використання склобою в якості альтернативної сировини для виробництва будівельної кераміки. Встановлено, що додавання склобою до глинистих мас призводить до зниження температури випалу керамічних виробів та поліпшення їх фізико-механічних характеристик, а саме, міцності й щільності. Особлива увага в роботі зосереджена на фармацевтичному склобої, як високоякісному матеріалі зі стабільним хімічним складом, що покращує естетичні характеристики будівельної кераміки.

СУЧАСНІ ІННОВАЦІЇ В ТЕХНОЛОГІЇ ВИРОБНИЦТВА ЛИСТОВОГО СКЛА ФЛОАТ-МЕТОДОМ

Ihor Pylypenko — 2025-05-14

У роботі досліджуються інновації у виробництві листового скла флоат-методом. Об’єктом дослідження є сам флоат-процес та його ключові удосконалення, впроваджені у період з 2014 по 2025 рік. Мета огляду – проаналізувати значні технологічні досягнення, зумовлені глобальною увагою до екологічної стійкості та загальним технологічним прогресом. Основні результати дослідження висвітлюють прогрес у кількох напрямках: вдосконалення конструкцій плавильних печей для підвищення енергоефективності та гнучкості виробництва; інтеграція сталих практик, включаючи використання альтернативних видів палива, збільшення частки склобою та розвиток технологій уловлювання вуглецю; еволюція технологій нанесення покриттів (низькоемісійних, сонцезахисних, самоочисних); зростаюча роль автоматизації, штучного інтелекту та цифровізації для оптимізації процесів; поява спеціалізованих видів скла (смарт-скло, сонячне скло).

ПІНОСКЛО НА ОСНОВІ СКЛОБОЮ ЛИСТОВОГО СКЛА

Наталія Жданюк — 2025-05-14

На основі відходів листового флоат-скла отримано піноскло. В якості газоутворювача використовували антрацит. Метою роботи було вивчення умов отримання піноскла з високими експлуатаційними властивостями та дослідження впливу добавок, що здатні змінити в’язкість, поверхневий натяг та виступати в ролі газоутворювача, на структуру і властивості піноскла. Спінювання зразків проводили у муфельній печі за температури 860 ºС протягом 20 хвилин. Температура випалу складала 550 ºС. Отримане еталонне скло має об'ємну масу 180 кг/м³ і структуру закритої піни. Пористість матеріалу склала 93,5%. Міцність на стиск - 0,8 МПа, міцність на вигин - 0,5 МПа, ударна в’язкість - 0,016 Дж/см². Внесення добавок Na₂SiO₃, Na₂SO₄∙10H₂O, CaCO₃, H₃BO₃, Na₂B₄O₇∙10H₂O у кількості 1% від маси шихти змінило властивості піноскла. Добавки Na₂SiO₃, H₃BO₃та Na₂B₄O₇у внесених кількостях при даних умовах дозволяють отримати однорідну дрібнопористу структуру піноскла, яка забезпечить високу механічну міцність та низьку теплопровідність.

ВПЛИВ ДЕФЛОКУЛЯНТІВ РІЗНОГО ТИПУ НА РЕОЛОГІЧНІ ТА ТЕХНОЛОГІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ КЕРАМІЧНОГО ШЛІКЕРУ ДЛЯ САНІТАРНО-ТЕХНІЧНОЇ КЕРАМІКИ

Антоніна Бондарєва — 2025-05-14

У роботі досліджено вплив дефлокулянтів різного типу на реологічні та технологічні властивості керамічного шлікеру, призначеного для виробництва сантехнічної кераміки. Вивчено дію Reotan, Formsil 113 та лігносульфонату натрію при змінних концентраціях. Встановлено, що шлікер з лігносульфонатом має граничну текучість для фаянсових мас, що ускладнює його подальше застосування. У дослідженнях технологічних параметрів (водопоглинання, міцність на згин, набір черепка) кращі результати продемонстрували поліакрилатні дефлокулянти. Reotan проявив високу ефективність за меншої витрати, що забезпечує як технологічну, так і економічну перевагу. Крім того, поліакрилати мають екологічні переваги, що робить їх перспективними у контексті сталого розвитку галузі.