Promising Technologies in Water Transport: Development and Implementation of FungusResistant and Ecologically Clean Epoxy Nanocomposites

Abstract

Обґрунтовано необхідність застосування епоксидних нанокомпозитів для збільшення ресурсу роботи обладнання для водного транспорту. Показано, що для додаткового збільшення ресурсу роботи обладнання водного транспорту необхідно у епоксидну смолу вводити не лише нано-, але й мікронаповнювачі та дискретні волокна. Це дозволить поліпшити не лише механічні властивості захисних покриттів, але й їх корозійну тривкість. Доведено доцільність використання екологічно чистих захисних матеріалів у водному транспорті. У роботі досліджено стійкість розроблених матеріалів до дії поширених у водному середовищі грибків. Також проведено аналіз фунгіцидності епоксидних композитів. У роботі вирішено науково-технічну задачу у сфері транспортних технологій – розроблено екологічно чисті матеріали для підвищення надійності функціонування устаткування, експлуатації та ремонту морського транспорту, що є ключовою науковою проблемою світового рівня.

This study investigates the fungal resistance and fungicidal properties of epoxy nanocomposites designed to improve waterborne transport systems' operational and repair characteristics. It has been shown that curing epoxy nanocomposites with the addition of nano- and micro-resins and discrete fibers is essential for significantly extending the service life of water transport systems. These modifications do not reduce the mechanical strength or corrosion resistance of the dry coatings. The research employs testing methods based on ISO 846:2019 to evaluate two key properties: fungal resistance and fungicidal activity. The fungal growth test revealed that modified epoxy composites with dispersed fillers and discrete fibres exhibit significant resistance to fungal growth. Specifically, composites with added modifiers and fibres show clear fungicidal effects, completely inhibiting fungal growth. In contrast, basic epoxy matrices and composites with fewer modifications show increased fungal proliferation. The importance of using eco-friendly materials in waterborne transport is emphasized. The study demonstrates the resistance of modified materials to the growth of aquatic fungi. An analysis of the fungicidal properties of the composites confirms their effectiveness in preventing fungal growth. Additionally, the study presents the development of an ecofriendly, corrosion-resistant epoxy composite. The material formulation includes epoxy resin (ED-20), polyethene polyamine (PEPA) hardener, ascorbic acid modifier, and specialized fillers. This composite, tested for both fungal resistance and mechanical properties, aims to enhance the durability and repairability of water transport structures. The preparation process and composition of this composite are detailed, providing a guide for potential applications in marine transport components.