ОПТИМІЗАЦІЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ РЕЖИМІВ ПРЕСУВАННЯ ОРГАНОПЛАСТИКІВ ІЗ ЗАСТОСУВАННЯМ ПЛАНУВАННЯ ЕКСПЕРИМЕНТУ

Анотація

У статті представлено результати комплексного експериментального дослідження процесу формування органопластиків на основі термостійкого ароматичного поліаміду фенілону С-1, армованих органічними волокнами. Метою роботи є визначення оптимальних режимів пресування, що забезпечать підвищену ударну в’язкість матеріалу. Для цього використано метод математичного планування експерименту із застосуванням повного факторного плану. Вивчено вплив температури формування, умісту волокна та його довжини на механічні властивості композиту. Побудовано рівняння регресії першого порядку, яке описує залежність ударної в’язкості від зазначених параметрів. Модель перевірено на статистичну значущість і адекватність. Побудовані поверхні відгуку дали змогу визначити оптимальні технологічні режими: температура – 593–595 К, уміст волокна – 5–10 мас. %, довжина волокна – 2,5–4 мм. Дослідження підтвердили, що оптимальний результат досягається за 5 % умісту волокна, що забезпечує оптимальну мікроструктуру та покращені властивості матеріалу. Проведені експерименти свідчать про важливість точного регулювання кожного параметра формування, оскільки навіть незначне відхилення від оптимальних умов може спричинити суттєве погіршення властивостей отриманого матеріалу. Застосування статистичного аналізу у поєднанні з фізико-механічними випробуваннями дало змогу оцінити вплив чинників та встановити їх взаємозв’язки. Запропонована методика дає змогу не лише підвищити якість композитних матеріалів, а й оптимізувати виробничі ресурси, оскільки завдяки математичному моделюванню можна зменшити кількість експериментів і знизити витрати сировини. Проведено морфологічний аналіз структури отриманих зразків за допомогою растрової електронної мікроскопії, що підтвердив рівномірність розподілу армуючого волокна та мінімальну кількість дефектів. Отримані результати демонструють доцільність використання органічних волокон як ефективної альтернативи скляним і вуглецевим наповнювачам, що відкриває нові можливості у створенні високоякісних термостійких полімерних композиційних матеріалів для авіації, транспорту та машинобудування.