Preview

Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий

Расширенный поиск

Ступенчатые сенсорные композиты для индикации силы сжатия при герметизации стыков

https://doi.org/10.20914/2310-1202-2026-1-243-249

Аннотация

Исследован цветопеременный эффект при термостимулируемой усадке комбинированного пакета металлизированных, термоусадочных и двуосноориентированных пленок из термопластичных полимеров. Цветопеременный эффект возникает и может быть обнаружен лишь в поляризованном свете. В отсутствие поляризации света пакет линейно ориентированных термоусадочных и двуосноориентированных пленок является прозрачным и бесцветным, а слой металлизированной пленки монохромным. Экспериментально установлено, что в процессе термостимулируемой усадки прозрачной линейно ориентированной пленки поливинилхлорида, обладающей двойным лучепреломлением коэффициент пропускания обычного и поляризованного света существенно различается, зависит от длины волны света и уровня внутренних напряжений в пленке. Это различие предложено использовать при изготовлении инновационного индикатора качества изоляции электрических контактов. В электротехнике существует необходимость «сглаживания» бросков напряженности электрического поля в области соединения кабелей и снижения трудоемкости процессов сборки пучка проводов. Разработке индикаторов и способов индикации (визуализации) сжимающих напряжений в области соединения проводов посвящено множество запатентованных технических решений, сочетающих использование механохромных полимерных композитов и электронных устройств. В настоящем исследовании показана возможность визуальной индикации внутренних напряжений, сжимающих контакты по цвету многослойной изоляции из металлизированных, термоусадочных и двуосноориентированных пленок в поляризованном свете. Поляризованный свет, отраженный от зеркальной поверхности металлизированной пленки, обусловливает эффект плеохроизма (появление яркой цветной окраски) вследствие интерференции электромагнитных волн на тонких прозрачных полимерных пленках составляющих «пакет изоляции» со ступенчатым слоем. Ступенчатый слой формируется спиральной намоткой «внахлест» дихроичной двуосноориентированной пленки полипропилена. В статье показан планируемый продуктовый результат исследований и приведен пример практического использования термоусадочных полимерных материалов в электротехнике. По спектрам отражения поляризованного света охарактеризован количественно переменный цвет многослойной изоляции с вешним слоем из пленки поливинилхлорида отечественного производства.

Об авторах

А. Ю. Погиба
Московский политехнический университет
Россия

преподаватель, кафедра инновационных материалов принтмедиаиндустрии, ул. Большая Семеновская, 38, г. Москва, 107023, Россия



В. Ю. Верещагин
Московский политехнический университет

к.т.н., доцент, кафедра инфо-когнитивные технологии, ул. Большая Семеновская, 38, г. Москва, 107023, Россия



А. П. Кондратов
Московский политехнический университет

д.т.н., профессор, кафедра инновационных материалов принтмедиаиндустрии, ул. Большая Семеновская, 38, г. Москва, 107023, Россия



Список литературы

1. Пат. 4731271 US, МПК H02G15/18; H02G15/08; H01R4/72. Cable connection sleeve / Heucke K.H., Ott A.; опубл. 15.03.1988.

2. Пат. 6355318 B1 US, МПК B29C65/34; F16L47/22; F16L59/20. Heat shrinkable member / Tailor D.K., Verge M., Steele R.E. et al.; опубл. 12.03.2002.

3. Пат. 105566736 A CN, МПК B29C61/06; C08F2/00. Radiation-crosslinked polyolefin heat shrink tube capable of changing color along with temperature for warning / Shiping X., Xuelian L., Jun L. et al.; опубл. 11.05.2016.

4. Пат. 5722259 B2 JP, МПК G01L1/24; G01L5/16. Flexible tactile sensor / Nagano U., Watanabe T., Maruyama S.; опубл. 20.05.2015.

5. Пат. 2822100 РФ. Способ измерения силы нажатия методом оптической анизотропной диффузионной тензометрии и датчик для измерения силы нажатия / Чех И.И., Синцов М.Ю.; заявл. 02.06.2022.

6. Верещагин В.Ю., Погиба А.Ю., Кондратов А.П. Плеохроизм бесцветных полимерных покрытий на светоотражающей поверхности // Ползуновский вестник. 2025. № 2. С. 214–219. doi: 10.25712/ASTU.2072-8921.2025.02.033

7. Nikolaev A.A., Kondratov A.P. Method for hidden marking of transparent polypropylene film // Fine Chemical Technologies. 2022. V. 17. № 4. P. 346–356. doi: 10.32362/2410-6593-2022-17-4-346-356

8. Kondratov A.P. New materials for light strain-optical panels // Light & Engineering. 2014. V. 22. № 3. P. 74–77.

9. Ермакова И.Н., Нагорнова И.В., Кондратов А.П. Прозрачные слоистые материалы на основе полиолефинов с варьируемой окраской // Техника и технология нефтехимического и нефтегазового производства. 2015. С. 101–102.

10. Пат. 20160216427 US, МПК G02B5/08; G02B5/30. Multilayer optical film / Johnson M.B., Haag A.D., Denker M.E.; опубл. 02.07.2016.

11. Пат. по заявке № 2025101494 РФ. Термоусадочный колпачок / Погиба А.Ю. и др.; заявл. 24.01.2025.

12. Пат. по заявке № 2025135670 РФ. Устройство для изоляции пучка проводов / Ямилиненц В.Ю. и др.; заявл. 12.12.2025.

13. Angelsky O.V., Bekshaev A.Y., Vasnetsov M.V. et al. Optical phase singularities: Physical nature, manifestations and applications // Frontiers in Physics. 2022. V. 10. P. 1060787. doi: 10.3389/fphy.2022.1060787

14. Balderas I., Kondratov A.P., Vereshchagin V.Y., Pogiba A.Y. Optical Properties of Colorless Polymer Coatings on the Mirrored Surface of Containers // Physics of the Solid State. 2026. V. 68. № 3. P. 283–289.

15. Dorohoi D.O., Postolache M., Nechifor C.D. et al. Review on optical methods used to characterize the linear birefringence of polymer materials for various applications // Molecules. 2023. V. 28. № 7. P. 2955. doi: 10.3390/molecules28072955

16. Kosmalska-Olańska A., Olszewski J., Masek A. A brief review of optical polymers in material engineering // Express Polymer Letters. 2024. V. 18. № 12. P. 1291–1326. doi: 10.3144/expresspolymlett.2024.99

17. Bokobza L. Infrared linear dichroism for the analysis of molecular orientation in polymers and in polymer composites // Polymers. 2022. V. 14. № 6. P. 1257. doi: 10.3390/polym14061257

18. Юдаев П.А., Тамбура Б., Чистяков Е.М. Антистатические полимерные материалы // Нанотехнологии в строительстве. 2023. Т. 15. № 2. С. 139.

19. Vilasó-Cadre J.E., González-Fernández L.A., Medellín-Castillo N.A., Reyes-Domínguez I.A. Diversified Analytical Methods Used to Analyze Plastic Biodegradation // Advanced Strategies for Biodegradation of Plastic Polymers. Cham: Springer Nature Switzerland, 2024. P. 165–192. doi: 10.1007/978-3-031-80853-7_7

20. Dorohoi D.O., Postolache M., Nechifor C.D. et al. Review on optical methods used to characterize the linear birefringence of polymer materials for various applications // Molecules. 2023. V. 28. № 7. P. 2955. doi: 10.3390/molecules28072955

21. Inoue T. Strain-induced birefringence of amorphous polymers and molecular design of optical polymers // ACS Applied Polymer Materials. 2021. V. 3. № 5. P. 2264–2273. doi: 10.1021/acsapm.1c00001


Рецензия

Для цитирования:


Погиба А.Ю., Верещагин В.Ю., Кондратов А.П. Ступенчатые сенсорные композиты для индикации силы сжатия при герметизации стыков. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2026;88(1):243-249. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2026-1-243-249

For citation:


Pogiba A.Y., Vereshchagin V.Y., Kondratov A.P. Step-by-step sensor composites for indicating the compression force during joint sealing. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2026;88(1):243-249. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2026-1-243-249

Просмотров: 147

JATS XML


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2226-910X (Print)
ISSN 2310-1202 (Online)