В работе приведены результаты сравнительных исследований физико-механических свойств сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) и модифицированных полимерных композиционных материалов (ПКМ) после стендовых натурных испытаний на климатическом полигоне в г. Якутск, проведенных в марте и в октябре. Исследования физико-механических показателей экспонированных образцов проводились через 30, 105, 135, 180, 270 и 365 дней. Выявлено, что старение образцов СВМПЭ приходятся на летние месяцы, независимо от сезона выставления. Рассмотрены изменения физико-химической структуры методом ИК-спектроскопии. Установлена интенсификация процессов фотохимической деструкции СВМПЭ в присутствии углеродных волокон. Проведены расчеты температур поверхности образцов при облучении солнечной радиацией в условиях натурной экспозиции в г. Якутск, используя линейную регрессионную модель для оценки температуры поверхности материалов с покрытиями разного цвета.Получены новые данные о влиянии климатических факторов Якутии на изменение деформационно-прочностных свойств СВМПЭ. Установлены механизмы воздействия факторов окружающей среды: температуры, солнечной радиации, сезона экспонирования на процессы старения СВМПЭ и его композитов. Результаты получат развитие в полимерном материаловедении для решения вопросов по снижению старения полимеров. На основании проведенных работ композиционные материалы на основе СВМПЭ, предназначенные для работы под открытым воздухом в условиях Якутии, например футеровки, рекомендуется дополнительно модифицировать эффективными стабилизаторами с целью предотвращения процессов светового старения.
This research presents the results of comparative analyses of the physical and mechanical properties of ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) and modified polymer composite materials (PCMs) following field bench testing. These analyses were conducted at a climatic testing facility in Yakutsk during March and October. The study examined changes in the physical and mechanical properties of the samples after exposure durations of 30, 105, 135, 180, 270, and 365 days. The findings indicate that the aging process of UHMWPE predominantly occurs during the summer months, despite variations associated with seasonal changes. Infrared (IR) spectroscopy was utilized to investigate modifications in the physicochemical structure of the materials. A notable acceleration in the photochemical degradation of UHMWPE was observed in the presence of carbon fibers. Additionally, surface temperature calculations for samples exposed to solar radiation under real-world conditions in Yakutsk were performed using a linear regression model. This model was employed to evaluate the surface temperatures of materials with varying colored coatings. The study elucidates the mechanisms by which environmental variables, including temperature, solar radiation, and seasonal exposure, affect the aging processes of UHMWPE and its composites in Yakutia. The results are expected to have significant implications for addressing challenges related to the mitigation of polymer aging. Consequently, it is recommended to further enhance UHMWPE composite materials intended for outdoor applications in Yakutia, such as linings, by incorporating effective stabilizers to reduce light-induced aging effects.

В данной работе показано, что в условиях резко-континентального климата Якутии исходный сверхвысокомолекулярный полиэтилен и композит, содержащий 5 мас. % углеродных волокон марки "Белум", подвергаются старению уже к третьему месяцу экспонирования. В связи с этим, для предотвращения термоокислительной деструкции, вызываемой воздействием кислорода воздуха использовали стабилизатор марки СО-4 производства НИОХ СО РАН.

В работе приведены результаты исследований по разработке экструдируемых полимерных композиционных материалов на основе СВМПЭ, наполненных полиэтиленом низкого давления и стеариновой кислотой. Показано, что образцы, полученные методом экструзии, по сравнению с образцами, полученными горячим прессованием, имеют относительное удлинение при разрыве выше в 1,8-3,2 раза, а модуль упругости - на 20-50 %. Установлено, что оптимальными свойствами обладают ПКМ с содержанием 5 мас.% ПЭ и 5 мас.% СК.