автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.06, диссертация на тему:Исследование и разработка технологии шумопонижающих материалов различного функционального назначения

На правах рукописи

Литус Анна Александровна

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ШУМОПОНИЖАЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ РАЗЛИЧНОГО ФУНКЦИОНАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Специальность 05.17.06 -Технология и переработка полимеров и композитов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

П 2 /.ЛР 2009

Саратов 2009

003466260

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет».

Научный руководитель: заслуженный деятель науки и техники РСФСР

доктор технических наук, профессор Артеменко Серафима Ефимовна

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Иващенко Юрий Григорьевич

кандидат технических наук Бабакова Ольга Васильевна

Ведущая организация ОАО «Балаковорезинотехника»

Защита состоится » апреля 2009 года в [Запасов на заседании диссертационного совета Д 212.242.09 при Саратовском государственном техническом университете по адресу: 413100, г.Энгельс, Саратовской обл., пл.Свободы, 17, Технологический институт (филиал) Саратовского государственного технического университета, ауд. 237.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Саратовского государственного технического университета.

Автореферат разослан марта 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

ЕфановаВ. В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Проблема создания эффективных звукоизолирующих и вибропоглощающих материалов весьма актуальна, т.к. эксплуатация транспортных средств сопровождается шумом и вибрацией. В последние годы все больше внимания уделяется кардинальному улучшению экологических характеристик автомобилей. Наряду с работой по уменьшению содержания вредных веществ в отработанных газах двигателей автомобилей ведутся исследования по уменьшению акустического загрязнения воздушного бассейна. Значение показателей шума для зранспортных средств нормируется ГОСТами и международными стандартами. Требования национальных и международных стандартов к акустическому комфорту в салонах самолетов, автомобилей и других транспортных средств, городских и населенных пунктах регулярно повышаются, и производители автомобилей вынуждены постоянно увеличивать количество применяемых шумопонижающих материалов, улучшать их качество.

Одним из приоритетных направлений является создание новых звуко- и вибро-понижающих композиционных материалов с улучшенными свойствами и внедрение этих материалов в производство. Наиболее распространенными шумопонижающими материалами являются битумные композиции на основе волокнистых или дисперсных минеральных наполнителей. Многообразие свойств волокнистых наполнителей позволяет направленно регулировать физико-механические свойства композиционных материалов - прочность, термостойкость и др. При этом важно, чтобы волокнистые наполнители были экологически чистыми и доступными. Именно поэтому отношение к такому наполнителю как асбест становится с каждым годом все отрицательнее и его замена при изготовлении шумопонижающих материалов в автомобильной промышленности весьма актуальна. В последние годы все увереннее вытесняют канцерогенный асбест в разных технологических процессах композитов базальтовые волокна, которые относятся к самым перспективным волокнам для армирования полимерных композиционных материалов (ПКМ).

Шумопонижающие звукоизолирующие и вибропоглощающие материалы, изготавливаемые на основе битумных композиций, предназначены для применения в автомобилестроении для эффективного снижения внешнего и внутреннего шума в салоне транспортного средства. Кроме того, это самые недорогие шумопонижающие материалы, что делает их привлекательными на автомобильном рынке.

Целью настоящей работы являются расширение спектра ассортимента и повышение эффективности шумопонижающих материалов на основе битума, повышение их вибропоглощающих, звукоизолирующих и прочностных свойств с одновременным снижением массы материала, исключение из рецептуры канцерогенного асбеста с сохранением высокой термостойкости полимерного композиционного материала.

Для достижения поставленной цели решались следующие научно-технические задачи:

исследование эффективности использования базальтовых волокон (БВ), базальтовой ваты (отходы теплоизоляции азотно-кислородной станции) в битумных вибропоглощающих материалах;

исследование эффективности использования базальтовых волокон в битумных звукоизолирующих материалах;

установление закономерностей и технологических параметров изготовления битумных шумопонижающих материалов на основе базальтовых волокон;

изучение механизма взаимодействия в системе «базальтовые волокна - битумное связующее» и структуры шумопонижающих материалов;

определение физико-химических, механических и акустических характеристик шумопонижающих материалов на основе БВ;

исследование влияния модификации базальтовой ваты на физико-механические

и акустические характеристики шумопонижающих материалов;

сравнительное исследование характеристик разработанных шумопонижающих

материалов с серийноприменяемыми материалами.

Научная новизна работы заключается в том, что впервые:

- установлено взаимодействие силикатных групп базальтового волокна с гидро-ксильными группами битумного связующего. Предложена схема их взаимодействия;

- доказана взаимосвязь состава и плотности резинобитумных композиций с их звукоизолирующей способностью. Отмечено существенное влияние на звукоизолирующие и вибропоглощающие свойства структуры и состава резинобитумных композиций;

- показана возможность регулирования деформационно-прочностных, звукоизолирующих и вибропоглощающих свойств введением в состав дополнительных компонентов и изменением их соотношения;

- доказана возможность изменения деформационно-прочностных свойств разработанного материала модификацией наполнителя физическими методами;

разработан состав композиции, обеспечивающий при нагреве отсутствие в газовой фазе токсических веществ фенольного типа.

Практическая значимость работы состоит в том, что:

- разработана технология производства эффективных вибропоглощающих и звукоизолирующих композиционных материалов с применением базальтовой ваты, обладающих более высоким комплексом свойств по сравнению с серийными. Так, в диапазоне частот 400-800 Гц способность к звукоизоляции повышается в 1,5-2 раза, в остальном диапазоне - преимущественно на 2-5 дБ. В производственных условиях доказано сохранение высоких термостойких свойств материала в отсутствии канцерогенного асбеста;

- определена оптимальная рецептура битумных звукоизолирующих и вибропоглощающих материалов на основе БВ;

- доказано, что отходы базальтовой ваты являются ценным компонентом для изготовления шумопонижающих материалов;

- выпущены опытно-промышленные партии композиционных материалов на ЗАО «Химформ», которые соответствуют требованиям, предъявляемым к вибропог-лощающим и звукоизолирующим материалам.

На защиту выносятся следующие основные положения:

- результаты исследования эффективности использования базальтовой ваты для замены асбеста и регулирования свойств получаемых вибропоглощающих и звукоизолирующих материалов;

- эффективность влияния физических спосрбов модификации базальтовой ваты на свойства звукоизолирующих и вибропоглощающих материалов;

- результаты комплексных исследований по влиянию базальтовой ваты на структуру и свойства шумопонижающих материалов.

Апробация результатов работы. Результаты работы доложены в 2 докладах на Международной конференции «Перспективные полимерные композиционные материалы. Альтернативные технологии. Переработка. Применение. Экология.» (Саратов, 2007 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано б печатных работ, в том числе 2 статьи в центральной печати, получено 2 патента, 1 статья в печати.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 7 глав, в том числе литературного обзора, методической части, выводов, списка использованной литературы.

Автор выражает глубокую благодарность научному консультанту кандидату технических наук, доценту Балаковского института техники, технологии и управления (филиала) СГТУ Синщыной И.Н. за участие в исследованиях и помощь в работе над диссертацией.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Введение содержит обоснование актуальности темы, цели и задачи исследований, научную новизну и практическую значимость работы.

Глава 1. Литературный обзор Содержит анализ современного состояния проблемы использования базальтовых наполнителей и полимерных композиционных материалов на их основе. Проведен анализ литературы, отражающий развитие и современное состояние проблемы создания шумопонижающих материалов. Проанализированы литературные данные об используемых компонентах и средствах достижения эффективности шумопонижения. На основании проведенного анализа подтверждены необходимость замены канцерогенного асбеста в составе шумопонижающих материалов и актуальность создания новых эффективных материалов с высокими эксплуатационными свойствами.

Глава 2. Объекты и методы исследования При выполнении исследований использовались следующие материалы со следующим химическим составом: смола «Политер» по ТУ 2451-012-00149452-99; ди-(2-этилгексил)-фталата по ГОСТ 8728-88; мел МТД-Б по ТУ 5743-114-00149289-2000 микросферы полые по ТУ 5717-37-00284351-20002; смола стирольно-инденовая по ТУ 14-6-89-73; слюда марки СДФ по ГОСТ 19571-74; слюда флогопит молотая для металлургической промышленности СМФФ-160 по ТУ 21-25-241-80; микроволласто-нит фракционированный (МИВОЛЛ) м. 03-97 по ТУ 5777-006-40705684-2003; каучук синтетический бутадиен-стирольный СКС-30АРКМ-15 по ГОСТ 11138-78; сополимер этилена с винилацетатом «Сэвилен» по ТУ.6-05-1636-97; кондиционная базальтовая вата ТУ 21-23-247-88; некондиционная базальтовая вата, длительно использовавшаяся в качестве теплоизоляции реакторов азотно-кислородной станции ОАО «Сара-товоргеинтез»; битум нефтяной «Пластбит П» по ТУ 38 101580-75; асбест хризотило-вый по ГОСТ 12871-93.

Исследования проводились с применением комплекса современных независимых и взаимодополняющих методов: ИК-спектроскопии, рентгенографического анализа (РГА), термогравиметрического анализа (ТГА), газовой хроматографии (ГХ), стандартных методов испытаний технологических параметров и физико-механических свойств разрабатываемых ПКМ.

Экспериментальная часть работы Глава 3. Модификация битумных и резинобитумных материалов базальтовыми волокнами с целью повышения комплекса физико-механических и акустических свойств вибропоглощающих шумопонижающих материалов Основными задачами при решении проблемы создания битумных композиционных материалов на основе базальтовых волокон являются улучшение их вибропоглощающих, звукоизолирующих и прочностных свойств с одновременным снижением массы и исключение го рецептуры канцерогенного асбеста с сохранением высоких термостойких свойств материала. Асбест входит в состав резинобитумных композиций в количестве 2-3%, битумных - 4-5%.

В исследованиях использовалась как кондиционная, так и некондиционная базальтовая вата. Базальтовая вата используется в качестве теплоизоляционного материала в азотно-кислородных установках, атомных станциях, магистральных теплопроводах и др. После истечения срока эксплуатации некондиционная (о-гработанная) вата вывозится на свалку. Поэтому использование такой ваты, наряду с кондиционной, при разработке вибропоглощающих битумных и звукоизолирующих резинобитумных материалов является перспективным направлением. С этой целью изготовлены и исследованы образцы звукоизолирующей резино битумной композиции по ТУ 38.105.1619-87 с различным процентным содержанием некондиционной базальтовой ваты, заменяющей асбест (табл. 1,2).

При использовании кондиционной базальтовой ваты для изготовления битумных композиций не достигается ее равномерного распределения в объеме смеси и в результате получается неоднородный материал. Для достижения равномерности распределения волокон в смеси необходимо увеличивать продолжительность перемешивания и проводить дополнительную подготовку кондиционной ваты путем её разво-локнения. При применении же некондиционной ваты полученная смесь технологична, пластична, волокна равномерно распределены по всему объему замеса, материал легко каландруется, а физико-механические показатели резинобитумных материалов на основе не ухудшаются (табл.1). В дальнейших исследованиях использовались составы, содержащие от 5 до 8% масс, некондиционной базальтовой ваты (табл.2), и оценивалась их способность к звукоизоляции при частотах 400-6300 Гц (табл.3).

Таблица 1

Физико-механические свойства резинобитумных материалов на основе '_кондиционной и некондиционной базальтовой ваты_

Базальтовая вата Условная прочность при растяжении, кгс/см2 Относительное удлинение при разрыве, % Плотность, кг/м3

в продольном направлении в поперечном направлении в продольном направл. в поперечном направл.

Кондиционная 3,50 2,9 71,0 77,0 1415

Некондиционная 3,65 2,7 70,0 76,0 1406

Примечание: содержание базальтовой ваты: 8%.

Таблица 2

Составы резинобитумных звукоизолирующих композиций

Наименование компонента 112 13 1 4 |5|6

Массовые доли, %

Битум (марка «Пластбит П») 17,0 19,0 20,0 20,0 21,0 23,0

Сэвилен м. 11306-075 1,0 1,0 1,0 1,0 2,0 1,0

Дибутилфталат 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

Мел (марка МТД-Б) 65,0 64,0 63,0 65,0 63,0 62,0

Бутадиен-стирольный каучук 8,0 8,0 10,0 8,0 8,0 8,0

Вата базальтовая (некондиц.) 8,0 7,0 5,0 5,0 5,0 5,0

Таблица 3

Показатели звукоизолирующих свойств на основе некондиционных

базальтовых волокон __

Физико-механические показатели Технические условия, ТУ 38.105.1619-87 Состав

1 2 3 4 5 6

Плотность, кг/м"1, не менее 1550 1406 1489 1550 1580 1548 1536

Способность к звукоизо-

ляции, дБ, не менее, при

частоте Гц 400 5 8,2 8,4 9,6 9,7 9,2 6,6

500 6 12,4 12,5 13,3 13,2 12,8 12,1

630 10 17,8 17,9 18,5 18,6 17,2 15,4

800 12 23,0 23,1 23,5 23,6 21,3 19,4

1000 16 24,5 24,3 24,2 24,8 22,2 20,3

1250 18 29,3 29,3 29,4 29,6 23,6 20,9

1600 22 36,7 35,8 34,9 34,3 31,2 29,4

2000 30 43,8 42,9 42,9 43,1 38,6 33,6

2500 29 36,7 36,8 34,1 34,2 36,9 31,4

3150 29 34,2 33,6 33,7 33,2 29,8 28,5

4000 35 41,5 41,3 41,4 42,3 34,5 29,6

5000 40 43,5 43,4 41,9 42,1 34,6 29,9

6300 48 48,6 46,6 48,4 45,2 36,1 30,2

Из табл. 3 видно, что из шести разработанных композиций наиболее соответствуют требованиям ТУ по способности к звукоизоляции первые три. Первая композиция наиболее интересна, так как при наименьшей плотности 1406 кг/м материал обладает практически максимальной способностью к звукоизоляции. Серийные материалы при плотности материала менее 1550 кг/м3 не обеспечивают требуемой звукоизоляции, поэтому в технических условиях требование к плотности материала одно из самых определяющих.

Установлено, что условная прочность при растяжении и относительное удлинение при разрыве в продольном и поперечном направлениях для резинобитумных материалов зависят от содержания базальтовой ваты в составе композиций. При нормах условной прочности при растяжении не менее 3,0 и 2,0 кгс/см2 и относительного удлинения при разрыве - не менее 60 и 65% соответственно в продольном и поперечном направлениях, разработанные материалы обладают условной прочностью, соответственно, 3,0 -3,8 и 2,0-2,8 кгс/см2, относительным удлинением 70-89 и 76-91% (рис. 1 и 2).

3 4 5 6 7

Содержание базальтовой ваты в различных составах резинобитумных композиций, % в продольном направлении в поперечном направлении

Рис. 1.Зависимость условной прочности при растяжении от состава

3 4 5 * 7 8

Содержание базальтовой ваты в различных составах резинобитумных композиций, % —О—в продольном направлении й в поперечном направлении

Рис. 2. Зависимость относительного удлинения при разрыве от состава

Анализ полученных результатов позволил определить оптимальное содержание некондиционной базальтовой ваты При изготовлении композиций для резинобитумных звукоизолирующих материалов - 5-8%. Меньшее их содержание не обеспечивает необходимой условной прочности при растяжении, а большее - требуемой способности к деформированию.

При создании вибропоглощаюхцих материалов на основе некондиционной базальтовой ваты разработаны составы (табл.4) и определены их физико-механические характеристики (табл.5). Более высокими показателями обладают композиции 4-7 (табл.4). Данные образцы обладают высокой термостойкостью. Масса 1 м2 материалов находится в интервале 3,2-3,5 кг, а коэффициент потерь колебательной энергии на частоте (200±5) Гц при Т= 20 и 40°С не уступает серийно изготавливаемой продукции.

Вместе с тем для улучшения вибропоглощающих и технологических характеристик, снижения массы разрабатываемых материалов, сокращения времени изготовления битумной смеси и в конечном итоге времени изготовления готового материала в состав разработанной композиии дополнительно введены слюда марки СДФ по ГОСТ 19571-74; слюда флогопит молотая для металлургической промышленности СМФФ-160 по ТУ 21-25-241-80; микроволластониг фракционированный (МИВОЛЛ) (табл. 6-7). Для таких составов на 25% сокращается время изготовления битумной смеси, сохранются термостойкость и коэффициент потерь материала при значительно

меньшей массе 1 м1- 2,7-3,2 кг. Содержание некондиционной базальтовой ваты в данной композиции составляет 5-7%.

Сравнительные результаты физико-механических показателей битумных вибро-поглощающих материалов (табл. 8) и резинобитумных звукоизолирующих материалов (табл. 9) с серийными материалами показывают, что на основе некондиционной и кондиционной базальтовой ваты формируются композиционные шумопонижающие материалы, физико-механические показатели которых значительно превышают требования технических условий и характеристики серийно используемых материалов.

При меньшей массе битумный вибропоглощающий материал (табл. 8) на основе некондиционной и кондиционной базальтовой ваты обладает высокими термо-, огне-, биостойкостью, что важно для процесса монтажа и эксплуатации готовых изделий в автомобилях. При этом мера эффективности вибропоглощающих покрытий и конструкций - коэффициент потерь колебательной энергии не уступает серийно изготавливаемой продукции и не изменяется при хранении (рис. 3). Из рисунка видно, что коэффициент потерь материала с 10% базальтовой ваты превышает коэффициент потерь материала с 6% базальтовой ваты как при 20, так и при 40°С,и остается практически постоянным в течение установленного ТУ максимального срока хранения до

Рис.3. Изменение коэффициента потерь колебательной энергии вибропоглощающего материала в те чение установленного ТУ максимального срока хранения до монтажа: 1 - 10% при 20°С, 2 - 6% при 20°С, 3 - норма при 20°С, 4 -10% при 40°С, 5 - норма при 40°С, 6-6%

при 40°С

Из табл. 9 видно, что при меньшей плотности резинобитумный материал на основе кондиционной и некондиционной базальтовой ваты (содержание 8%) не только соответствует требованиям ТУ 38.305-57-077-93, но и обладает более высокой условной прочностью при растяжении и более высоким относительным удлинением при разрыве, чем серийный материал, что важно для процесса формования многослойных шумоизоляционных готовых изделий для автомобилей. При этом способность к звукоизоляции разработанных материалов значительно выше уровня серийного материала (рис. 4).

Составы битумных вибропоглощающих композиций

Наименование компонента Номер состава

1 2 3 4 5 6 7 8

Битум (марка «Пластбнт П») 22,0 23,0 24,0 24,0 24,0 24,0 24,0 26,0

Смола (марка «Политер») 6,0 8,0 9,0 9,0 9,0 9,0 9,0 10,0

Ди-(2-этилгексил)-фталат 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0

Мел (марка МТД-Б) 48.0 45,0 44,0 42,0 40,0 38,0 40,0 36,0

Микросферы 20,0 19,0 18,0 17,0 17,0 17,0 15,0 16,0

Некондиц. базальтов, вата 2,0 3,0 3,0 6,0 8,0 10,0 10,0 10,0

Физико-механические характеристик битумных вибропоглощающих композиций

Физико- механические показатели Норма по ТУ 38.1051540-84 1 2 3 4 5 6 7 8

Огнестойкость Самозат. Самозат. Самозат. Самозат. Самозат. Самозат. Самозат. Самозат. Самозат.

Масса 1м2, кг Не более 3,6 3,3 3,4 3,6 3,5 3,4 3,3 3,2 2,9

Толщина ,мм 3,0-3,3 3,0 3,1 3,2 3,2 3,2 3,1 3,2 2,6

Термостойкость при температуре (180±2)°С Материал должен плотно прилегать к металлу. На поверхности образцов не должно быть пузырей, подтеков Не соответ. Не соответ. Соответ. Соответ. Соответ. Соответ. Соответ. Соответ.

Стабильность в размерах, % В пределах ±5 3 1 0 0 0 0 0 0

Коэффициент потерь на частот е (200±5) Гц, при Т=40°С при Т=20°С Не менее 0,1 0,17 0,06 0,1 0,09 0,15 0,1 0,16 0,1 0,17 0,1 0,18 0,11 0,18 0,1 0,18 0,09 0,17

Составы битумных вибропоглощающих композиций

Наименование компонента Номер состава

1 2 3 Ч j о / 8

Битум (марка «Пластбит П») 20,0 20 21,0 21,0 22,0 22,0 23,0 24,0

Смола стирольно-инденовая 12,0 11,0 10,0 9,0 10,0 10,0 10,0 11,0

Ди-(2-этилгексил)-фталат 1,0 2,0 2,0 3,0 2,0 2,0 2,0 2,0

Мел (марка МТДБ) 30,0 29,0 29,0 28,0 28,0 27,7 27,0 26,0

Слюда СМФФ-160 3,0 3,0 4,0 3,0 4,0 3,1 3,0 3,0

Слюда СДФ-3 3,0 4,0 3,0 3,0 3,0 3,7 3,0 3,0

Микросферы 25,0 24,0 24,0 23,0 21,0 23,5 22,0 21,0

МИВОЛЛ 3,0 4,0 4,0 6,0 5,0 3,0 4,0 4,0

Некондиц. базальтовая вата 3,0 3,0 3,0 4,0 5,0 5,0 6,0 6,0

Физико-механические характеристики битумных вибропоглощающих композицш

Физико- механические показатели Норма по ТУ 38.105-15-40-84 1 2 3 4 5 6 7 8

Огнестойкость Самозатухающий Самозат. Самозат. Самозат. Самозат. Самозат. Самозат. Самозат. Самозат.

Масса 1м1, га- Tie более 3,6 3,5 3,4 3,3 3,3 3,2 3,2 3,1 2,9

Толщина ,мм 3,0-3,3 3,0 3,1 3,2 3,2 3,2 3,1 3,2 3,0

Термостойкость при температуре (180±2)°С Материал должен плотно прилегать к металлу Соответ. Соответ.. Соответ. Соответ. Соответ. Соответ. Соответ. Соответ.

•Стабильность в размерах, % В пределах ±5 2 2 1 0 0 0 0 0

Коэффициент потерь на частоте (200±5) Гц, при Т=40°С при Т=20°С Не менее 0,1 0,17 0,1 0,11 0,09 0,12 0,1 0,16 0,1 0,17 0,11 0,18 0,11 0,18 0,1 0,18 0,1 0,17

Таблица 8

Сравнительные физико-механические характеристики разработанных битумных вибропоглощающих материалов с серийно выпускаемыми в промышленности

аналогами

№ п/п Наименование показателя Норма по ТУ 38.10515-40-84 Фактические показатели

Серийный производственный материал (6% асбеста) Материал, содержащий 6% Материал, содержащий 10%

не-конд. б аз ал. ваты конд. базал. ваты не-конд. базал. ваты конд. базал. валы

1 Огнестойкость Самозатухающий Самозат. Самозат. Самозат. Самозат. Самозат.

2 Масса 1 м2,кг, не более 3,6 3,6 3,5 3,5 . 3,3 3,3

3 Толщин а,мм, в пределах 3,0-3,3 3,3 3,2 3,2 3,1 3,1

4 Термостойкость при температуре (180 ±2)°С в течение 30 мин Материал должен плотно прилегать к металлу. На поверхности образцов не должно быть пузырей, подтеков Соот- ' ветст- вует Соот-вет-ству-ет Соот-вет-ству-ет Соот-вет-ству-ет Со-ответ-ству-ет

5 Стабильность в размерах,% ±5 0 0 0 0 0

6 Слипаемость Свободное отделение с незначительным усилием без разрушения материала Соответствует Соот-вет-ству-ет Со-ответ-ству-ет Соот-вет-ству-ет Со-ответ-ству-ет

Таблица 9

Сравнительные физико-механические характеристики разработанных резино-битумных материалов с серийно выпускаемыми в промышленности аналогами

№ п/п Наименование показателя Норма по ТУ 38.305-57! 077-93 Характеристики образцов, изготовленных из различных смесей

Серийный производственный мате-|риал (4% асбеста) Материал, содержащий 5% Материал, содержащий 8%

некондиц. базальтовой ваты рондиц. базальтовой ва- Ьы __ некондиц. базальтовой ваты кондиц. базальтовой ваты

1 Условная прочность при растяжении, кгс/см2, не менее - в продольном направлении - в поперечном направлении 3,0 2,0 3,1 2,3 2,3 1,33 2,5 1,50 3,65 2,7 3,50 2,9

2 Относительное удлинение при разрыве, %, не менее - в продольном направлении - в поперечном направлении 60,0 65,0 65,0 67,0 92,0 97,0 90,0 98,0 70,0 76,0 71,0 77,0

3 Плотность, кг/м3, не менее 1550 1520 1550 1540 1406 1415

На рис.4 представлены результаты определения способности к звукоизоляции опытных образцов резинобитумных материалов, содержащих 5% (образец №1) и 8% (образец №2) некондиционной базальтовой ваты, в сравнении с серийно применяемым образцом №3. Способность к звукоизоляции значительно выше уровня серийного материала. Так, в диапазоне частот 400-800 Гц способность к звукоизоляции повышается в 1,5-2 раза, в остальном диапазоне преимущественно на 2-5 дБ.

Частота, Гц

—а—Образец Na 1 а Образец N82

—о—ОСраэац МйЗ -Требования ТУ 38.305-57-077-93 (не менее)

Рис. 4. Способность к звукоизоляции композиционных материалов с разным содержанием БВ в сравнении с серийным на основе асбеста

Полученные результаты исследования доказывают, что применение кондиционной и некондиционной базальтовой ваты позволит: исключить из битумных композиций асбест, сохранив термостойкость материала; уменьшить массу изделий и, следовательно, снизить массу автомобиля; значительно улучшить в нем акустический комфорт. Важно также, что для этих материалов применяется и базальтовая вата, которая является отходом производства и в настоящее время не используется.

Глава 4. Модификация базальтовой ваты с целью улучшения свойств

материала

Для активации поверхности БВ были использованы следующие методы модификации: термообработка (т=1 ч, Т=300°С) и СВЧ-обработка (т=3 мин, N=750 Вт). Эти методы по-разному влияют на параметры пористой структуры базальтовой ваты.

При производстве базальтовой ваты в качестве аппрета используется фе-нол-формальдегидная смола в количестве ~ 3%. Нанесение смолы закрывает поры, дефекты и трещины на поверхности волокон, что снижает возможность взаимодействия базальтовых волокон с битумным вяжущим. С целью повышения активности взаимодействия между компонентами битумной композиции и проводили термообработку базальтовой ваты.

Сравнительные результаты испытаний вибропоглощающих материалов на основе нетермообработанной и термообработанной некондищюнной базальто-

вой ваты доказывают (табл.10), что на основе термообработанной ваты формируются композиционные материалы, коэффициент потерь колебательной энергии которых (0,21 при 20°С) превосходит композиционные материалы на основе обычной некондиционной базальтовой ваты (0,18 при 40°С).

Анализ полученных результатов показывает (табл.11), что в 2 раза повышается условная прочность при растяжении как в продольном, так и в поперечном направлениях, на 16 % повышается относительное удлинение в продольном направлении и на 4% - в поперечном. Кроме этого, на 2-3 дБ повышается способность к звукоизоляции в широком диапазоне частот (400-5000 Гц).

Таблица 10

Сравнительные физико-механические характеристики вибропоглощающих битумных материалов на основе термообработанной и нетермообработанной некондиционной базальтовой ваты

№ п/п Наименование показателя Норма по ТУ 38.10515-40-84 Характеристики образцов, изготовленных из

некондиц. базальтовой ваты 10% модиф. некондиц. базальтовой ваты 10%

1 Огнестойкость Самозагухающий Самозатухаю-1 щий Самозатухающий

2 Масса 1 мг,кг, не более 3,6 3,3 3,2

3 Толщина ,мм, в пределах 3,0-3,3 3,1 3,0

4 Термостойкость при температуре (180 ±2)°С в течение 30 мин Материал должен плотно прилегать к металлу. На поверхности образцов не должно бьггь пузырей, подтеков Соот-ветста. Соот-ветс m

5 Стабильность в размерах ,%, в пределах ±5 0 0

6 Коэффициент потерь колебательной энергии на частоте (200±5) Гц,%, не менее, при Т=40°С, Т=20°С 0,10 0,17 0,11 0,18 0,13 0,21

Применение термообработанной базальтовой ваты позволит увеличить долговечность изделий на ее основе, стабилизировать изготовление сложных формованных изделий разнообразной геометрической формы, значительно облегчив при этом готовое изделие.

Использование модификации при помощи СВЧ значимых результатов не

дает.

Таблица 11

Сравнительные физико-механические характеристики звукоизолирующих разработанных резинобитумных материалов на основе термообработанной и нетермообработанной некондиционной базальтовой ваты

№ Наименование показателя Норма Характеристики образцов,

п/п по ТУ изготовленных из

38.305- некондиц. модиф. некон-

57-077- базальтовой диц. базальто-

93 ваты вой ваты

1 Условная прочность при растяже-

нии, кгс/см , не менее

- в продольном направлении 3,0 3,65 7,7

- в поперечном направлении 2,0 2,7 6,5

2 Относительное удлинение при раз-

рыве:, %, не менее

- в продольном направлении 60,0 70,0 86

- в поперечном направлении 65,0 76,0 80

3 Способность к звукоизоляции, дБ,

не менее, при частоте Гц

400 3 7 7

500 3 6 7

630 3 6 7

800 3 4 5

1000 5 6 7

1250 5 9 10

1600 5 10 12

2000 5 10 13

2500 5 13 16

3150 . 5 10 14

4000 10 12 18

5000 12 16 19

6300 12 21 19

Глава 5. Исследование формирования структуры композиционных

материалов

Изучение взаимодействия между компонентами композиции проводили методом инфракрасной спектроскопии.

Исследование ИК-спектров компонентов композиционных материалов показало, что для базальтовой ваты характерны следующие полосы поглощения: 3417,1,2922,3, 2852,4, 1145,8,1627,1 1750,1429,6, 800, 594,7 и 555,7 см'1.

Относительно интенсивная полоса поглощения с максимумом 3417 см'1 обусловлена валентными колебаниями в базальтовых волокнах молекул воды. Полоса сравнительно широкая вследствие того, что поверхность базальтовой ваты химически и энергетически неоднородна.

Широкая интенсивная полоса с максимумом 1145,8 см"1 обусловлена валентными колебаниями связи Si-О в цепочном кремнекислородном мостике: апорита и твердого раствора между ними - бетонита. По числу тетраэдров [Si04]4\ составляющих период повторяемости в цепочке [Si03] «о различают цепи с одним, двумя, тремя, четырьмя, пятью, семью тетраэдрами. Основными активными группами являются связи Si-O-Si, А1-0 и кремнийкислородные мостики Si-O- Si и О- Si-O. В состав базальта в качестве примеси входит ортосиликат оливин 2MgO*Si02 -2Fe0*Si02, структурной единицей которого является изолированный тетраэдр [SiO^4". Вследствие неоднородности распределения связи

Рис. 5. Данные ИКС: 1 - исходный битум; 2 - композиционный материал; 3- кондиционная базальтовая вата; 4- некондиционная базальтовая вата

Si-O и других связей в структуре базальта полоса поглощения широкая. Очень слабый максимум 800 см"' - валентные колебания связи Si-О в изолированных тетраэдрах. Очень слабый максимум при 1750 см"1 обусловлен валентными колебаниями ионов гидроксония

н3о+.

Общий анализ спектров показывает, что некондиционная вата более гидратарована и обладает большей реакционной способностью (острые максимумы при 2920 см"1, 2340 см"1, 1090 см"1). Очевидно, это связано с разрыхленностью ее структуры, а следовательно, большей удельной поверхностью, способной к физико-химическому взаимодействию с реакционными группами битума.

На ИК-спектрах битума присутствуют полосы поглощения СН2 : валентные асимметричные - 2923 см"1, симметричные - 2853 см"'; деформационные СН2: ножничные - 1458 см"1, маятниковые - 722 см"1, деформационные СН3: асимметричные - 1458 см"1, симметричные - 1375 см"1; полосы поглощения конденсированных ароматических соединений - 1602 см"1, полосы связанной воды в районе 3200 см_1и узкий сла-бовыраженный максимум при 1025 см"1, обусловленный валентными колебаниями связи С=0, (рис. 5).'

На ИК-спектрах битумных композиционных образцов отчетливо идентифицируются полосы:, 3052,56,3025,1, 2923,58, 2852,74, 2512,76, 1797,09, 1727,27 ,1601,34, 1434,64, 1079,3, 1038, 875,71, 797,97, 752,82, 712,22, 699,81 597,12,577,60,525,04,509,97 см"1.

Полосы поглощения в области 2512,76,1797,09, 1601,34,1434,64,1079,3, 875,71, 752,82 см"1 относятся к карбонату кальция. Полосы поглощения 3509,7, 3468,98, 3426,45 см"1 связаны с симметричными и асимметричными колебаниями ОН' - групп, 2923,58, 2852,74 см"1 относятся к валентным асимметричным колебаниям СН2. - групп, 3052,56 см"1 - ароматических СН-групп, наличие полос поглощения при 1079,3 см"1 характеризует деформационные колебания связей Si-O-Si,

О

С-О-С, С=0 в группе С(' О

Наблюдается смещение полосы поглощения валентных колебаний связи Si-O, что обусловлено взаимодействием активных групп поверхности Si-O с макромолекулами битума. Основная полоса валентных колебаний связи 1090 см'1 расщепляется на два максимума 1079,3 см"!и 1038 см"1. Это подтверждает, что группа участвует в образовании химических связей с функциональными группами компонентов композиций, в том числе с гидроксильной группой ароматических соединений и карбоновых кислот битума:

<Лэ"У ОН + - Si - О -Битум Базальтовое волокно

<2>~от

ОН

о //

с-он

о у-с-он + -^-о-\\ I

о

о //

С-ОН |

<0>- С - О - - ОН \\ I

о

Таким образом, анализ ИК - спектров образцов материала показывает, что базальтовые волокна упорядочивают структуру, образуя органосиликатные соединения, упрочняющие структуру композиционного материала.

Доказательством формирования более плотной структуры в битумных композициях на основе базальтовой ваты по сравнению с серийными служат результаты термогравиметрического анализа (табл.12). По данным 1ТА (табл.12), битумные композиции на основе кондиционной и некондиционной базальтовой ваты в сравнении с битумными материалами на основе асбеста более термостойки. Так, начальная температура деструкции увеличивается с 255 до 265 С, а потери массы при 300°С у битумных и резинобитумных материалов с базальтовой ватой снижаются на 12-15%. В целом деструкция предлагаемых образцов смещается в область более высоких температур по сравнению с серийным материалом.

Таблица 12

Сравнение термостойкости битумных и резинобитумных композиций методом термогравиметрического анализа

Состав Потери массы, % при температуре, ° С

100 200 300 400 500 600 700 800

Битумный материал (асбест 5%) 4 8 16 31 58 66 70 80

Резинобитумный материал (асбест 2%) 3,0 5,0 14 28 45 57 59 69

Битумный материал (некон. базальтовая вата 10%) 3 5 13 26 50 61 62,5 70

Битумный материал (кон. базальтовая вата 10%) 3,1 4,8 12,8 25 49,6 60 61 68,2

Резинобитумный материал (некон. базальтовая вата 8%) 2,9 3,5 11,0 23 39 51 53 66

Резинобитумный материал (кон. базальтовая вата 8%) 2,7 3,4 10,4 22,6 38,4 50,1 51,8 64,2

Хроматографическое исследование серийного материала и расшифровка масс-спектров показала, что выделяющиеся при нагревании соединения принадлежат к гомологическим рядам алканов, алкенов и алкилбензолов (рис. 6а). Исследование разработанных составов показало отсутствие в паровой фазе токсических веществ фенольного типа. Происходит выделение вещества с временем удерживания 9,47 мин - предположительно это сложный эфир фталевой кислоты (рис. б б).

Рис. б. Хроматограмма резинобитумного материала: а -б - с базальтовой ватой

серииныи;

Анализ дифрактограммы битумного материала с асбестом (рис. 7) показал, что в композиционном материале в качестве доминирующего компонента присутствует пирофиллит А^^Ок/ОН)^ который диагностируется по дифракционным максимумам при с1/п=ЗЛ00, 4.130, 4.506, 5.450 и 9.309А, вторичный кальцит (СаС03) с аналитическими линиями при <1/п=2.085, 2.281, 2.489, 2.823, 3.028А и тоберморит Са5(31б018Н2)*8Н20, для которого характерны максимумы с1/п= 2.823, 3.028, 3.100, 5.540 и 14.029 А. Дифракционные максимумы при <1/п=3.028, 3.100, 3.339, 4.130, 4.230, 4.647, 8425А говорят о некотором присутствии в образце кордиерита Ъ^2А12515018, максимумы при с!/п= 2450, 3.339, 4.230 А - о присутствии а-кварца ЗЮ2, максимумы при сУп= 2.010, 2.610, 3.339, 10.048А - о присутствии в составе композиционного материала флогопита КМвзФзАЮюИР.ОН] или К20-6М§ОА1203-65Ю2-2Н20. Анализ дифрактограммы битум-

« _

=1 Раз-

ного материала с базальтовой ватой (рис. 8) показал, что в композиционном материале в качестве ^ доминирующего компонента | присутствует кальцит (СаС03), | который диагностируется по ди- * фракционным максимумам при <Й1=1.910, 2.095, 2.276, 2.491, 2.830, 3.020 и 3.818А, каолинит А1281205(0Н)4 с аналитическими линиями при с1/п= 1.973, 2.366, 2.550, 3.562, 4.440 и 7.080А. Также в составе композиции присутствует пирофиллит А!23;4О10(ОН)2, который диагностируется по дифракционным максимумам при с1/л=3.080, 4.440, 9.309А и дикальциевый гидроалюминат (ОСНА) Са2А1205*8Н20, для которого характерны максимумы й/п= 1.973, 2.095, 2.151,2.368, 2.550, 2.683,2.880, 3.440, 3.818,4.035, 5.340 и 9.869А.

В небольшом количестве, возможно, присутствует пирит РеБ, для которого характерны максимумы <1/п= 2.683 и 3.140А.

В результате анализа данных РСА и ИКС установлено, что при замене традиционного наполнителя - асбеста, в состав которого входят гидроалюминаты и гидроалюмосиликаты, на базальтовую вату, в составе которой преобладают двуокись кремния и гидросиликаты, происходит взаимодействие гидроксиль-ных групп ароматических соединений и карбоновых кислот битума с соеди-

Рис. 7. Дифрактограмма вибропоглощаю-щего КМ состава битум + асбест

нениями кремния с образованием органо-силикатных соединений, упорядочивающих структуру композиционного материала и приводящих к оптимальному сочетанию кристаллической и аморфной структур, повышающему как физико-механические характеристики, так и звукоизолирующие и вибропоглощающие свойства. Так, например, механическая прочность возрастает на 10 %, вибропоглощение повышается на 1 %, а звукоизолирующие свойства - на 5-8%.

+ базальтовая вата

Глава 6. Технология и апробация битумных материалов

Способ получения разработанного резинобитумного звукоизолирующего листового материала включает приготовление битумной композиции в смесителе. В нем битум разогревается до 150-170°С и в него частями вводят остальные ингредиенты, перемешивается в течение 30 минут и затем состав на каландре вальцуется в лист.

Из предложенных композиций на ЗАО «Химформ» выпущены опытные партии звукоизолирующих и вибропоглощающих материалов, которые по своим физико-механическим и эксплуатационным свойствам соответствуют современным требованиям, предъявляемым к данному классу материалов.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Доказана эффективность замены канцерогенного асбеста некондиционной базальтовой ватой в разработанных битумных и резинобитумных вибропоглощающих и звукоизолирующих материалах, что является решением важнейшей экологической проблемы.

2. Разработаны оптимальные рецептура и технологические режимы изготовления битумных звукоизолирующих и вибропоглощающих материалов на основе БВ. Доказано, что при меньшей массе резинобитумный материал на основе базальтовой ваты обладает более высокой прочностью при растяжении и более высоким относительным удлинением при разрыве, что является важным требованием для процесса формования многослойных шумоизолирую-щих готовых изделий для автомобилей, самолетов и других транспортных средств.

3. Различными современными методами (ИК-спектроскопия, дифференциально-термический, рентгенографический, хроматографический) анализа установлены механизм взаимодействия базальтовых волокон и битумной смеси, структура и свойства разработанных ПКМ.

4. Методами определения коэффициента потерь и способности к звукоизоляции изучены вибро- и звукоизолирующие свойства разработанных материалов, что позволило сравнивать их с серийно выпускаемыми промышленностью в настоящее время. Доказано испытаниями в лабораториях АвтоВАЗа и ОАО «Балаковорезинотехника» улучшение акустических и прочностных характеристик материала; способность к звукоизоляции значительно выше уровня серийного материала. Так, в диапазоне частот 400-800 Гц способность к звукоизоляции повышается в 1,5-2 раза, в остальном диапазоне -преимущественно на 2-5 дБ.

= 5 £

;о з а и К 5 . а

о .1 Л*! а

ь

а

< 4 Р .

1 и

п

¿гаолаг» I з

Рис. 8. Дифрактограмма вибро-поглощающего КМ состава битум

5. Доказано в производственных условиях сохранение высокой термостойкости разработанных материалов, армированных базальтовыми волокнами без применения канцерогенного асбеста.

6. Разработаны технологии получения звукоизолирующих и вибропоглощаю-щих ПКМ. Из предложенных композиций на ЗАО «Химформ» выпущены опытные партии звукоизолирующих и вибропоглощающих материалов, которые по своим физико-механическим и эксплуатационным свойствам соответствуют современным требованиям, предъявляемым к данному классу материалов.

7. Проведено сравнение разработанных шумопонижающих материалов на основе базальтовой ваты с отечественными аналогами с использованием асбеста в количестве 2-5%. Показано, что кондиционная и некондиционная базальтовая вата является эффективным заменителем асбеста, который не только сохраняет термостойкие свойства материалов, но и значительно улучшает их эксплуатационные характеристики.

Основные положения н результаты диссертационной работы изложены в следующих публикациях В изданиях, рекомендуемых ВАК РФ:

1. Литус A.A. Шумопоглощающие и звукоизоляционные материалы на основе базальтовых волокон / A.A. Литус, С.Е. Артеменко, И.Н. Синицина, A.A. Землянский // Пластические массы. - 2008. - №1. - С. 25-27.

2. Литус A.A. Эффективные вибропоглощающие материалы с использованием отходов базальтовой ваты / A.A. Литус, Й.Н. Синицына, С.Е. Артеменко, A.A. Землянский // Известия Волгоградского государственного технического университета: №1(49) / ВолгГТУ. - Волгоград, 2009. (Сер. Реология, процессы и аппараты химической технологии. Вып. 2), - С. 47-49.

В других изданиях:

3. Литус A.A. Термошумоизолирующий композиционный материал с использованием базальтовых волокон / A.A. Литус, С.Е. Артеменко, И.Н. Синицина, A.A. Землянский // Проблемы прочности строительных конструкций, математическое моделирование и проектирование: межвуз. сб. науч. тр. -Саратов: СГТУ, 2005. - С. 210-213.

4. Литус A.A. Композиционные материалы для автомобильной промышленности / A.A. Литус, С.Е. Артеменко, И.Н. Синицина, A.A. Землянский // Проблемы прочности, надежности и эффективности: сб. науч. тр., посвящ. 50-летию БИТГУ. - Балаково-Саратов, 2007. - С. 265-271.

5. Литус A.A. Исследование физико-механических свойств резинобитумных композитов на основе базальтовой ваты / A.A. Литус, С.Е. Артеменко, И.Н. Синицина, A.A. Землянский // Композит-2007: докл. Междунар. конф. -Саратов: СГТУ, 2007. - С. 150-152.

6. Литус A.A. Композиционные шумопонижающие материалы с применением базальтовой ваты / A.A. Литус, С.Е. Артеменко, И.Н. Синицина, A.A. Землянский // Композит-2007: докл. Междунар. конф. - Саратов: СГТУ, 2007.-С. 281-284.

7. Патент RU 2326142 С1 2007 г. / Виброшумопоглощающий листовой материал // A.A. Литус, С.Е. Артеменко, И.Н. Синицина, A.A. Землянский.

8. Патент RU 2340640 С1 2007г. / Виброшумопоглощающий звукоизолирующий материал / А А. Литус, С.Е. Артеменко, И.Н. Синицина, A.A. Землянский.

ЛИТУС Анна Александровна

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ШУМОПОНИЖАЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ РАЗЛИЧНОГО ФУНКЦИОНАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

АВТОРЕФЕРАТ

Корректор O.A. Панина

Подписано в печать 10.03.09 Формат 60x84 1/16

Бум. офсет. Усл. печ.л. 1,0 Уч.-изд.л. 1,0

•Тираж 100 экз. Заказ 77 Бесплатно

Саратовский государственный технический университет

410054, Саратов, Политехническая ул., 77 Отпечатано в РИЦ СГТУ. 410054, Саратов, Политехническая ул., 77

Введение

Глава 1. Литературный обзор. Состояние проблемы

1.1 Шумопонижающие композиционные материалы и конструкции

1.1.1 Общие сведения о методах борьбы с шумом

1.1.2 Общие сведения о шумопонижающих композиционных материалах

1.1.3 Уровень развития производства шумопонижающих материалов

1.2 Битумные шумопонижающие материалы

1.2.1 Битумные звукоизолирующие материалы

1.2.2 Битумные вибропоглощающие материалы

1.3 Базальтовые волокна

1.3.1 Состояние проблемы базальтовых волокон

1.3.2 Уровень развития базальтовых волокон в России и за рубежом

1.3.3 Производство базальтовых волокон

1.3.4 Свойства базальтовых волокон

1.3.5 Сферы применение базальтовых волокон

Глава 2. Объекты, методики и методы исследования

2.1 Объекты исследования 75 2.1.1. Характеристики используемых материалов

2.2 Методы исследования

2.2.1 Методики испытания по ТУ

2.2.2 Метод определения морозостойкости резино-битумного слоя при изгибе

2.2.3 Метод определения условной прочности при растяжении относительного удлинения в момент разрыва резино-битумного слоя

2.2.4 Метод определения способности к звукоизоляции

2.2.5 Метод определения коэффициента потерь

2.2.6 Метод термогравиметрического анализа

2.2.7 Метод инфракрасной спектроскопии

2.2.8 Метод рентгенографического анализа

Глава 3. Модификация битумных и резино-битумных материалов базальтовыми волокнами с целью повышения комплекса физико-механических и акустических свойств вибропоглощающих шумопонижающих материалов

Глава 4. Модификация базальтовой ваты с целью улучшения свойств материала

Глава 5. Исследование формирования структуры композиционных материалов

Глава 6. Математическая обработка результатов исследования

Глава 7. Технологическая схема производства битумных материалов

7.1 Схема технологического процесса изготовления вибропоглощающих битумных материалов

7.2 Схема технологического процесса изготовления резино-битумных материалов 137 Выводы 141 Список литературы 143 Приложения

Список сокращений

ГЖМ - полимерный композиционный материал

БВ - базальтовые волокна

АТС - автотранспортное средство

УЗ - уровень звука

ВДП — вибродемпфирующее покрытие

ППУ — пенополиуретан

УП - углепластики

УВ - углеродное волокно

СВ — стеклянное волокно

ВРВ - волока вертикального раздува воздуха

БЫВ - базальтовые непрерывные волокна

БСТВ - базальтовые супертонкие волокна

БН - базальтовая нить

ТУ - технические условия

ТЭП - термоэластопласт

Одной из самых актуальных проблем экологии является проблема акустического загрязнения атмосферы, которой не всегда уделяется должное внимание. Широкое внедрение в промышленность новых интенсивных технологий и появление многочисленных и быстроходных средств наземного, воздушного и водного транспорта привело к многократному воздействию на человека вредного шума. Задача снижения шума привлекает внимание законодателей, предпринимателей, ученых. Степень снижения шума бытового прибора, автомобиля, промышленной установки - показатель конкурентоспособности, безопасности и удобства. Акустический комфорт -важный показатель единства человека и среды обитания.

Различают шум внешний, оказывающий воздействие на окружающих, и шум внутренний, оказывающий воздействие на водителя и пассажиров. Влияние на человека шума зависит от его интенсивности, частотного состава и продолжительности действия, а также от местонахождения человека и характера его работы. Воздействие шума на человека подразделяют на два вида: на органы слуха (специфические изменения) и на весь организм (неспецифические изменения). Неспецифическое воздействие - в первую очередь на нервную систему: повышается давление, язвенная болезнь, неврозы. Длительный шум ухудшает работоспособность человека.

Вибрация также оказывает влияние на функциональное состояние человека, вызывая повышение утомляемости, увеличение времени двигательной и зрительной реакций, нарушение деятельности вестибулярного аппарата, и на физиологическое состояние, вызывая нарушение сердечнососудистой деятельности и работы опорно-двигательного аппарата, а также поражение мышечных тканей и суставов.

Наиболее эффективным средством снижения шума двигателя любого транспортного средства является разработка и создание шумопонижающей оболочки, покрывающей все силовое пространство. Большая роль при этом отводится применению эффективных современных шумопонижающих материалов, которые условно могут быть разделены на группы: звукопоглощающие, звукоизолирующие, вибропоглощающие. Деление на звукоизолирующие и вибропоглощающие материалы достаточно условно, т. к. звукоизолирующие материалы поглощают энергию колебаний панелей, а вибропоглощающие вносят дополнительный звукоизолирующий эффект. Применение этих типов материалов взаимосвязано.

Нормативы для легковых автомобилей: требования Евростандарта по внешнему шуму - не более 74 дБ, ГОСТ Р51616-2000 по внутреннему и внешнему шуму - не более 77 дБ. За рубежом нормативы пересматриваются каждые 2-3 года, причем требования к снижению шума довольно жесткие — на 2-3 дБ. Снижение шума на 3 дБ субъективно воспринимается человеком как снижение звукового давления примерно в 2 раза.

Актуальность темы. Проблема создаиия эффективных звукоизолирующих и вибропоглощающих материалов весьма актуальна, т.к. эксплуатация транспортных средств сопровождается шумом и вибрацией. В последние годы все больше внимания уделяется кардинальному улучшению экологических характеристик автомобилей. Наряду с работой по уменьшению содержания вредных веществ в отработанных газах двигателей автомобилей ведутся исследования по уменьшению акустического загрязнения воздушного бассейна. Значение показателей шума для транспортных средств нормируется ГОСТами и международными стандартами. Требования национальных и международных стандартов к акустическому комфорту в салонах самолетов, автомобилей и других транспортных средств, городских и населенных пунктах регулярно повышаются, и производители автомобилей вынуждены постоянно увеличивать количество применяемых шумопонижающих материалов, улучшать их качество.

Одним из приоритетных направлений является создание новых звуко- и вибропонижающих композиционных материалов с улучшенными свойствами и внедрение этих материалов в производство. Наиболее распространенными шумопонижающими материалами являются битумные композиции на основе волокнистых или дисперсных минеральных наполнителей. Многообразие свойств волокнистых наполнителей позволяет направленно регулировать физико-механические свойства композиционных материалов - прочность, термостойкость и др. При этом важно, чтобы волокнистые наполнители были экологически чистыми и доступными. Именно поэтому отношение к такому наполнителю как асбест становится с каждым годом все отрицательнее и его замена при изготовлении шумопонижающих материалов в автомобильной промышленности весьма актуальна. В последние годы все увереннее вытесняют канцерогенный асбест в разных технологических процессах композитов базальтовые волокна, которые относятся к самым перспективным волокнам для армирования полимерных композиционных материалов (ГТКМ). Разработаны технологии переработки базальта в высококачественные минеральные волокна, нити, ровинги, нетканые холсты, ткани и др. Количество предприятий, выпускающих базальтовые волокна и продукцию на их основе, постоянно растет. Базальтовые волокна выпускают в г. Красноярске, Брянске, Дубне. Базальтовую вату выпускают 12 предприятий России.

Шумопонижающие звукоизолирующие и вибропоглощающие материалы, изготавливаемые на основе битумных композиций, предназначены для применения в автомобилестроении для эффективного снижения внешнего и внутреннего шума в салоне транспортного средства. Кроме того, это самые недорогие шумопонижающие материалы, что делает их привлекательными на автомобильном рынке.

Целью настоящей работы является расширение спектра ассортимента и повышение эффективности шумопонижающих материалов на основе битума, повышение их вибропоглощающих, звукоизолирующих и прочностных свойств с одновременным снижением массы материала, исключение из рецептуры канцерогенного асбеста с сохранением высокой термостойкости полимерного композиционного материала.

Для достижения поставленной цели решались следующие научно-технические задачи:

- исследование эффективности использования базальтовых волокон (БВ), базальтовой ваты (отходы теплоизоляции азотно-кислородной станции) в битумных вибропоглощагощих материалах;

- исследование эффективности использования базальтовых волокон, базальтовой ваты (отходы теплоизоляции азотно-кислородной станции) в битумных звукоизолирующих материалах;

- установление закономерностей и технологических параметров изготовления битумных шумопонижающих материалов на основе базальтовых волокон;

- изучение механизма взаимодействия в системе «базальтовые волокна -битумное связующее» и структуры шумопонижающих материалов;

- определение физико-химических, механических и акустических характеристик шумопонижающих материалов на основе БВ;

- исследование влияния модификации базальтовой ваты на физико-механические и акустические характеристики шумопонижающих материалов;

- сравнительное исследование характеристик разработанных шумопонижающих материалов с серийно-применяемыми материалами.

Научная новизна работы заключается в том, что впервые: — установлено взаимодействие силикатных групп базальтового волокна с гидроксильными группами битумного связующего. Предложена схема их взаимодействия; доказана взаимосвязь состава и плотности резинобиту1Мных композиций с их звукоизолирующей способностью. Отмечено существенное влияние на звукоизолирующие и вибропоглощающие свойства структуры и состава резинобитумных композиций; показана возможность регулирования деформационно-прочностных, звукоизолирующих и вибропоглощающих свойств введением в состав дополнительных компонентов и изменением их соотношения; доказана возможность изменения деформационно-прочностных свойств разработанного материала модификацией наполнителя физическими методами; разработан состав композиции, обеспечивающий при нагреве отсутствие в газовой фазе токсических веществ фенольного типа.

Практическая значимость работы состоит в том, что разработана технология производства эффективных вибропоглощающих и звукоизолирующих композиционных материалов с применением базальтовой ваты, обладающих более высоким комплексом свойств по сравнению с серийными. Так, в диапазоне частот 400-800 Гц способность к звукоизоляции повышается в 1,5-2 раза, в остальном диапазоне - преимущественно на 2-5 дБ. В производственных условиях доказано сохранение высоких термостойких свойств материала в отсутствии канцерогенного асбеста; определена оптимальная рецептура битумных звукоизолирующих и вибропоглощающих материалов на основе БВ; доказано, что отходы базальтовой ваты являются ценным компонентом для изготовления шумопонижающих материалов; выпущены опытно-промышленные партии композиционных материалов на ЗАО «Химформ», которые соответствуют требованиям, предъявляемым к вибропоглощающим и звукоизолирующим материалам.

1. Доказана эффективность замены канцерогенного асбеста некондиционной базальтовой ватой в разработанных битумных и резинобитумных вибропоглощающих и звукоизолирующих материалах, что является решением важнейшей экологической проблемы.2. Разработаны оптимальные рецептура и технологические режимы изготовления битумных звукоизолирующих и вибропоглощающих материалов на основе БВ. Доказано, что при меньшей массе резинобитумный материал на основе базальтовой ваты обладает более высокой прочностью при растяжении и более высоким относительным удлинением при разрыве, что является важным требованием для процесса формования многослойных шумоизолирующих готовых изделий для автомобилей, самолетов и других транспортных средств.3. Различными современными методами (РЖ-спектроскопия, дифференциально-термический, рентгенографический, хроматографический) анализа установлены механизм взаимодействия базальтовых волокон и битумной смеси, структура и свойства разработанных ПКМ.

4. Методами определения коэффициента потерь и способности к звукоизоляции изучены вибро- и звукоизолирующие свойства разработанных материалов, что позволило сравнивать их с серийно выпускаемыми промышленностью в настоящее время. Доказано испытаниями в лабораториях АвтоВАЗа и ОАО «Балаковорезинотехника» улучшение акустических и прочностных характеристик материала; способность к звукоизоляции значительно выше уровня серийного материала. Так, в диапазоне частот 400-

800 Гц способность к звукоизоляции повышается в 1,5-2 раза, в остальном диапазоне -преимущественно на 2-5 дБ.

5. Доказано в производственных условиях сохранение высокой термостойкости разработанных материалов, армированных базальтовыми волокнами без применения канцерогенного асбеста.6. Разработаны технологии получения звукоизолирующих и вибропоглощающих ПКМ. Из предложенных композиций на ЗАО «Химформ» выпущены опытные партии звукоизолирующих и вибропоглощающих материалов, которые по своим физико-механическим и эксплуатационным свойствам соответствуют современным требованиям, предъявляемым к данному классу материалов.7. Проведено сравнение разработанных шумопонижающих материалов на основе базальтовой ваты с отечественными аналогами с использованием асбеста в количестве 2-5%. Показано, что кондиционная и некондиционная базальтовая вата является эффективным заменителем асбеста, который не только сохраняет термостойкие свойства материалов, но и значительно улучшает их эксплуатационные характеристики.

1. Экологическое нормирование АТС. Позиция Госстандарта России // Автомобильная промышленность. - 2002. - №3. — С. 1-4.

2. Иванов Н.И Основы виброакустики: Учебник для вузов /Н.И. Иванов, А.С. Никифоров. СПб.: Политехника, 2000. - 482с.

3. Сорокин, Н.Т. Концепция развития автомобильной промышленности России / Н.Т. Сорокин // Автомобильная промышленность.-2002.-№7.-С.1-5.

4. Патент RU 2040403 С1, МПК 6 В 32 В 3/12, Е 04 С 2/24. Многослойная панель / Е.Г. Рыбкина, Э.В. Цыбин // 29.12.1992.

5. Патент RU 2002134941 А, МПК 7 Е04В1/74 Е 04С2/24 Звукоизолирующая и теплоизолирующая сэндвичевая панель/ Г. М. Авилова, К.Х. Юсупов //25.12.2002.

6. Патент RU 99122069 А, МПК 7 Е01 F8/00. Акустическая панель шумозащитного экрана / В.И. Лебедев, Г. М. Авилова и др. //20.10.1999.

7. Патент RU 97109638 А, МПК 6 G1 OKI/00 Шумоглушащая система/ В.Г. Россовский, А.В Ершов и др. // 09.06.1997.

8. Патент RU 2232148 С1, МПК 7 С04В28/34 Е04В1/82. Звукопоглощающий материал и способ изготовления изделий из него / Е.Н. Каблов, Е.Г. Сурнин и др. // 25.12.2002.

9. Патент RU 2110852 С1, МПК 6 G10K11/16. Многослойный шумозагцитный материал с магнитными свойствами // И.П. ПрокопьевЗ Г. Н. Якунин и др.//02.02.1996. 13.Slavic I. Antivibracni frottement / I. Slavic, I. Nemec // Strojirenstvi. 1951. -№ l.-S. 13-21.

10. Наумкина Н.И. Экспериментальное исследование некоторых вибропоглощаюгцих материалов / Н.И. Наумкина, Б.Д. Тартаковский, М.М. Эфрусси // Акустический журнал. 1959. - т. V. - № 2. - С. - 196203.

11. Наумкина Н.И. Вибропоглогцающие материалы на основе полимеров / Н.И. Наумкина, М.И. Палей, Б.Д. Тартаковский и др. Под ред. А.В. Римского- Корсакова // Вибрации и шумы.- М.: Наука, 1969 г. 151с.

12. А.С. 427187. Вибропоголощаюгций слоеный материал / Б.Д. Тартаковский, М.М. Эфрусси, Ф.Г. Позамонтир и др.// Изобретения. — 1974.-№17.-С.21

13. А.С. 395426, МКИ С 09 К. Высокоэффективная вибропоглощающая мастика для покрытия демпфируемых металлических конструкций / Л.И. Трепелкова, М.И. Палей, Б.Д. Тартаковский и др. // Изобретения. 1973. -№35.-С. 78.

14. Наумкина Н.И. Двухслойная вибропоглощающая конструкция / Н.И. Наумкина, Б.Д. Тартаковский, М.М. Эфрусси // Акустический журнал. — 1959. т. V. - № 4. - С. - 498-499.

15. А.С. 395426, МПК F 16 f. Вибродемпфирующий слоеный материал / М.М. Эфрусси // Изобретения. 1970. - №5. - С. 125.

16. Авилова Г.М. Об оптимальных параметрах двухслойного вибропоглощающего покрытия / Г.М. Авилова, Н.И. Наумкина, Б.Д. Тартаковский // Борьба с шумами и вибрациями. — М.: Стройиздат, 1966.

17. Белов В.Д. Распространение вибрационной энергии в структурах с поглощением / В.Д. Белов, С.А. Рыбак, Б.Д. Тартаковский // Акустический журнал. 1977. - т. XXIII. - № 2. - С. - 200-208.

18. Вялышев А.И. О колебаниях систем с большими потерями / А.И. Вялышев, Б.Д. Тартаковский. Под. ред. А.В. Римского- Корсакова //Колебания, излучения и демпфирование упругих структур. — М.: Наука, 1973 г.

19. Наумкина Н.И. Исследование внутренних потерь сплава марганца с медью / Н.И. Наумкина, Б.Д. Тартаковский. Под ред. А.В. Римского-Корсакова //Колебания, излучения и демпфирование упругих структур. -М.: Наука, 1973 г.

20. Борисов Л.П. О критериях оценки эффективности вибропоглощающих покрытий / Л.П. Борисов, Б.А. Канаев, С.А. Рыбак и др. // Акустический журнал. 1977. - т. XXIII. - № 3. - С. - 384-389.

21. Степанов В.Б. Эффективность жесткого вибропоглощающего покрытия ограниченной протяженности / В.Б. Степанов, Б.Д. Тартаковский // Акустический журнал. 1977. - т. XXIII. - № 3. - С. - 430-436.

22. Kerwin Е. Dampfmg of flexural by a constrained viscoelastic layers / E.Kerwin // J. Acoust. Soc.Amer. 1959. - V.31. - № 7. - P. 952-964.

23. Исакович M.A. Экспериментальные исследования виброизоляции изгибных волн, создаваемой импедантными системами / М.А. Исакович, В.И. Кашина, В.В. Тютекин // Акустический журнал. 1977. - т. XXIII. -№3.-С.-384-389.

24. Stuber С. Dammungsverluste durch Korperschallbrucken bei doppelschaligen Eisenbahnwagen enwanden / C. Stuber //Acustica. - 1956. - №6. - S. 133140.

25. Гуляев В.А. Конструкционные слоеные материалы с высокими потерями / В.А. Гуляев, Н.И. Наумкина, М.И. Палей и др. // Колебания, излучения и демпфирование упругих структур. — М.: Наука, 1973 г.

26. Печеный Б.Г. Битумы и битумные композиции. — М.: Химия, 1990.-С.22.

27. Патент 2235106 RU 2 МПК С08 L 95/00 С08 L 23/22, С08 L 93/00 С08КЗ/04 С08К7/18

28. Патент RU2226203 2001 /Битумная композиция// Глуховский B.C., Самоцветов А.Р., Степанов В.Ф. и др.

29. Патент RU 2263186 С1, МПК 7 Е04 В1/62 В32 В11/01. Изоляционный материал / Зельманович Я.И., Могилевский А.Д.

30. Патент RU 92006752 А, МПК 6 С 08L 95/00. Битумно-резиновая композиция / Притыкин Л.М.

31. RU 2223990 С2, МПК 7 С 08L95/08 C08L17/00 С 08К5/3445. Битумно-резиновая композиция и способ ее получения / Марьев В.А., Немцев В.А. и др.

32. Патент RU 2340640 С1 2007г. / Виброшумопоглощающий звукоизолирующий материал // А.А. Литус, С.Е. Артеменко, И.Н. Синицина, А.А. Землянский.

33. Литус А.А. Шумопоглощающие и звукоизоляционные материалы на основе базальтовых волокон / А.А. Литус, С.Е.Артеменко, И.Н. Синицина, А.А. Землянский // Пластические массы. 2008. - №1. - С.25-27.

34. Литус А.А. Исследование физико-механических свойств резинобитумных композитов на основе базальтовой ваты / А.А. Литус, С.Е.Артеменко,И.Н. Синицина, А.А. Землянский // Композит-2007: Докл. Междунар. конф., г. Саратов.-2007.-С. 150-152.

35. Василик П.Г. Применение волокон в сухих строительных смесях / П.Г. Василик, И.В. Голубев // Строительные материалы 2002. № 9. -С.8-12.

36. Колбановская А.С., Михайлов В.В. Дорожные битумы.-М. :Тран спорт, 1973 .-261 с.

37. Макк Ч. Физическая химия битумов /Битумные материалы асфальтены, смолы, пеки / Под ред. А. Дж. Хойберга, - М:Химия,1974.-С.7-88.

38. Быков В.А. Современные зарубежные акустические эффективные материалы, применяемые для снижения внутреннего шума в автомобилях .-М., 1984.-82с. Деп. в ВИНИТИ 5.09.1983, №2(148).

39. Тартаковский Б.Д. Вибропоглощение. Борьба с шумом на производстве./Под ред. Е.Я. Юдина.-М.Машиностроение, 1985.-С.270.

40. Милонова, Н.А. Демпфирующие свойства нефтебитумных композиций: теоретическое рассмотрение и результаты эксперимента /Н.А. Милонова, Д.В. Щеголев, Л.Н. Мизеровский //Композит2004 .-С.94-98.

41. Николаев А.Ф. Вибропоглощающие полимерные материалы / А.Ф. Николаев, Н.И. Дувакина, Т.А. Александрова // Пластические массы.-1989.-№ 11 .-С.40-42

42. Справочник резинщика. Материалы резинового производства /Химия.-М.-1971.-С.555

43. Станцо В.В. Асбест из асбеста // Химия и жизнь. -1983. №2.

44. Nagel М.С. Is Your Lab Really Free From Asbestos? // Journal of Chemical Education. 1988. -Vol. 65. - №3.

45. Air Quality Guidelines for Europe / 2 nd Ed. WHO Regional Publications, Europen Series. 2000. - №91.

46. Авт. Св. СССР 0960052 , кл. В 32 В 11/00 , С 04 В 43/00

47. Авт. Св. СССР 1060602,МПК С 04 В 43/04 , 43/02

48. Патент RU 2188214 МПК, С08 L 95/00 , В 32 В 11/02 , В 60 R 13/08 . Виброшумопоглощающий листовый материал и способ его получения / М.Д . Воскун, Н.А. Милонова и др.

49. A.c.SU 1287560 А1 , МКИ 4 С 08L 83/04, 9/00, 23/22 С 09 D 3/82. Композиция для вибропоглощающего покрытия / Ю.В. Кукин, Н.Г. Полякова и др.

50. A.c.SU 1434748 А1, МКИ 4 С 08 L 27/06, С 08 К 13/02. Полимерная композиция для изготовления вибропоглощающих изделий / М.Д. Воскун, С.А. Комаров и др.

51. Патент 2326142 РФ 2008г. / Виброшумопоглощающий листовой материал // А.А. Литус, С.Е. Артеменко, И.Н. Синицина, А.А. Землянский.

52. Литус А.А. Композиционные шумопонижающиематериалы с применением базальтовой ваты / А.А. Литус, С.Е.Артеменко, И.Н. Синицина, А.А. Землянский // Композит-2007: Докл. Междунар. конф., г. Саратов. -2007. С.281-284.

53. Васенин А.В. Дисперсионный анализ характеристик битумных вибродемпфирующих материалов / А.В. Васенин, Г.М. Садчикова, М.Р. Молодид, В.П. Бирюков // Композит-2007: Докл. Междунар. конф., г. Саратов. -2007. С. 165-171.

54. Имамутдинов М. Эффект «грязного» стекла / М.Имамутдинов, Г.Переходцев // Эксперт. 2001. - №37. - С. 64-67.

55. Артеменко С.Е. Полимерные композиционные материалы на основе углеродных, базальтовых и стеклянных нитей. Структура и свойства / С.Е. Артеменко//Хим. волокна.2003.№ЗС.43-45.

56. Андреевская Г.Д. Адгезия эпоксидных смол к волокнам из базальта / Г.Д.Андреевская, Ю.А.Горбаткина, И.Р.Ладыгина // Физико-химия и механика ориентированных стеклопластиков: Сб. науч. тр. М.: Наука, 1966. - С.80-83.

57. Джигирис Д.Д. Химический состав исследованных горных пород Украины / Д.Д.Джигирис, А.К.Волынский, П.П.Козловский // Базальтоволокнистые композиционные материалы и конструкции: Сб. науч. тр. Киев: Наукова Думка, 1980. - С.3-37.

58. Наполнители для полимерных композиционных материалов // Пер. с англ. под ред. П.Г.Бабаевского. М.: Химия. - 1981. - 736 с.

59. Барабарина Т.М. Стекловолокнистые строительные материалы / Т.М.Барабарина, М.П.Сухов, Н.А.Шелудяков. М.: Издательство литературы по строительству, 1968. - 176с.

60. Аблесимов Н.Е. Физикохимия базальтов дальнего востока сырья для волокнистых материалов / Н.Е.Аблесимов, И.П.Войнова, К.С.Макаревич // Физико-химия и механика ориентированных стеклопластиков: Сб. науч. тр. - М.: Наука, 1966. - С.85-87.

61. Артеменко С.Е. Базальтопластики эффективные материалы для теплоэнергетики / С.Е. Артеменко, Ю.А. Кадыкова// Вестник СГТУ.2008. №1 (31) вып.2. С.85-92

62. Барабарина Т.М. Стекловолокнистые строительные материалы / Т.М.Барабарина, М.П.Сухов, Н.А.Шелудяков. М.: Издательство литературы по строительству, 1968. - 176с.

63. Джигирис Д.Д., Базальтовое непрерывное волокно / Д.Д.Джигирис, М.Ф.Махова, В.Д.Горобинская и др. // Стекло и керамика. 1983. - №9. -С.14-16.

64. Кадыкова Ю.А. Сравнительные характеристики базальто-, стекло- и углепластиков, сформованных методом поликонденсационного наполнения / Ю.А. Кадыкова, О.Г. Васильева, С.Е. Артеменко, А.Н. Леонтьев// Пластические массы.2003.№5.С.37-38

65. Лебедева Г.А. Исследование технологических свойств горных пород Карелии как сырья для производства минеральной ваты / Г.А. Лебедева //Стекло и керамика.-2007.-№10. С. 26-29.

66. Морозов Н.Н. Материалы на основе базальтов Европейского севера России / Н.Н. Морозов, B.C. Бакунов, Е.Н. Морозов, Л.Г. Асланова и др.// Стекло и керамика. -2001. -№3. -С.24-28.

67. Мясников А.А. Выбор состава горных пород для получения волокон различного назначения / А.А. Мясников, М.С. Асланова // Стекло и керамика.-1965 .-№3 .-С. 12-15.

68. Лебедева Г.А. Исследование технологических свойств горных пород Карелии как сырья для производства минеральной ваты / Г.А. Лебедева //Стекло и керамика.-2007.-№10. С. 26-29.

69. Школьников Я.А. Опыты по получению волокна из базальта / Я.А.Школьников, Э.П.Кочаров, В.В.Бородашкина // Стекло и керамика. -1954.- №9.- С.9-12.

70. Дубровский В.А. Базальтовые расплавы для формования штапельного волокна / В.А.Дубровский, В.А.Рычко // Стекло и керамика. 1968. - №12. - С. 18-20.

71. Теплоизоляционные плиты на основе базальтового супертонкого волокна / Д.Д.Джигирис, Ю.Н.Демьяненко, М.Ф.Махова и др. // Строительные материалы. 1973. - №12. - С. 19.

72. Базальтовые теплоизоляционные шнуры / Д.Д.Джигирис, В.И.Денисенко, П.П.Козловский и др. // Строительные материалы. 1976. - №9. - С.30.

73. Базальтовое непрерывное волокно / Д.Д.Джигирис, М.Ф.Махова, В.Д.Горобинская и др. // Стекло и керамика. 1983. - №9. - С. 14-16.

74. Базальтовая вата : история и современность (сб. материалов)/ под ред. А.Н. Земцова. Пермь: ГТГТУ, 2003. 124 с.

75. Тропинина Л.В. Новые ткани из базальтовых волокон / Л.В.Тропинина, Г.Г.Васюк, В.М.Дяглев и др. // Хим. волокна. 1995. - №1. - С.60-61.

76. Джигирис Д.Д. Основы технологии получения базальтовых волокон и их свойства / Д.Д.Джигирис, А.К.Волынский, П.П.Козловский и др. // Базальтоволокнистые композиционные материалы и конструкции: Сб. науч. тр. Киев: Наукова Думка, 1980. - С.54-81.

77. Тростянская, Е.Б. Базальтопласты/ Е.Б. Тростянская, Ю.В. Кутырев // Пластические массы.-1976-№11 .-С.44-46.

78. А.с. 1821446 СССР, МКИ 5 С 03 В 37/06. Установка для производства базальтового волокна / Г.П.Исупов, О.А.Ермолаев, Л.В.Тимофеев (СССР).- № 4921760/33; Заявлено 26.03.91; Опубл. 15.06.93 // Изобретения. 1993. - №22. - С. 59.

79. Гужавин, О.В. Получение неперерывного волокна из базальта/ О.В. Гужавин, С.В.Городецкая // Волокнистые материалы из базальтов Украины: сб. статей.-Киев,1971.-С.5-12

80. Пат.2033977 РФ, МКИ 6 С 03 В 5/00. Печь для варки стекла / А.В.Кравченко, А.А.Медведев, М.А.Соколинский и др. № 5058021/33; Заявлено 07.08.92; Опубл. 30.04.95 //Изобретения. - 1995. - №12. - С. 148.

81. Пат. 2105734 РФ, МКИ 6 С 03 В 37/06. Способ получения супертонких базальтовых волокон / Н.В.Угренев, Т.И.Войнаровская. №95102508/03; Заявлено 24.02.95; Опубл. 27.02.98 //Изобретения. - 1998. - №6. - С. 212.

82. Тимофеев Л.В. Опыт производства изделий из базальтового волокна / Л.В.Тимофеев, Ф.Ф.Шайхразиев, Б.А.Сентяков // Автоматизация и современные технологии. 1996. - №7. - С.20-21.

83. Лесков С.П. Мини-заводы для производства базальтового волокна // Строительные материалы. 2001. - №4. - С.25-26.

84. Пат. 2101237 РФ, МКИ 4 С 03 В 37/06, В 28 В 1/52. Установка для получения холста из базальтового волокна / Л.В.Тимофеев, Б.А.Сентяков, Ф.Ф.Шайхразиев и др. №96100484/03; Заявлено 10.01.96; Опубл. 10.01.98 //Изобретения. - 1998. - №1. - С. 263.

85. Ормонбеков Т. Технология базальтовых волокон и изделий на их основе. Бишкек: Технология, 1997.-С. 124.

86. Пат. 2209724 RU, МПК 7 В 28 В 1/52. Способ изготовления волокнистых формованных изделий / Н.Н. Итяксов, С.В. Трепалин. № 2002105961/03; заявлено 07.03.2002; опубл. 10.08.2003 // Изобретения. -2003. -№3

87. Джигирис Д.Д. Перспективы развития производства базальтовых волокон и области их применения // Строительные материалы. 1979. -№10. -С.12-13.

88. Морозов Н.Н. Материалы на основе базальтов Европейского севера России / Н.Н. Морозов, B.C. Бакунов, Е.Н. Морозов, Л.Г. Асланова и др.//Стекло и керамика. -2001. -№3. -С.24-28.

89. Джигирис, Д.Д. Основы производства базальтовых волокон и изделий /Д.Д. Джигирис, М.Ф. Махова. -М.: Теплоэнергетик,2002.-416 с.

90. Дубровский, В.А. Некоторые области применения базальтового волокна/ В.А. Дубровский, М.Ф. Махова, В.А. Рычко // Волокнистые материалы из базальтов Украины: сб. статей. — Киев: Наукова думка, 1971.-С.30-38

91. Текстильная переработка базальтовой непрерывной нити, покрытой поливинилацетатной эмульсией / О.В.Тутаков, А.О.Тутаков, В.И.Божко и др. //Хим. волокна. 1992. - №6. - С.52-53.

92. Соколинская, М.А. Прочностные свойства базальтовых волокн/ М.А. Соколинская, Л.К.Забава, Т.М.Цибуля и др. //Стекло и керамика.-1991.-№10.-С.8-9.

93. Далинкевич А.А. Кинетика старения базальтовых волокон в щелочной среде / А.А. Далинкевич, К.З. Гумаргалиева, А.В. Суханов, А.В. Асеев, А.И. Жаров //Пластические массы.-2002.-№3.- С.7-10.

94. Далинкевич А.А. Кинетика старения базальтовых и некоторых стеклянных волокон в щелочной среде // А.А. Далинкевич, К.З. Гумаргалиева, А.В. Суханов, А.В. Асеев, А.И. Жаров //Пластические массы.-2002.-№12,- С.23-26.

95. Сокол инская М.А. Базальтоволокнистые наполнители для композиционных материалов // Композиционные материалы и их применение в народном хозяйстве: Труды II Всесоюзн. конф., Ташкент, 78 нояб., 1986 г. Ташкент, 1986. - С.42-47.

96. Пат. 2021301 СССР, МКИ 5С 08 J 5/04. Способ получения полимерной пресс-композиции// С.Е.Артеменко, М.М. Кардаш, Т.П. Титова и др.

97. Кадыкова Ю.А. Полимерные композиционные материалы на основе волокон различной химической природы / Ю.А.Кадыкова, А.Н.Леонтьев, О.Г. Васильева, С.Е.Артеменко //Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. — 2002. №6. - С. 10-11.

98. Карпова, Т.Я. Структура и технологический режим получения жгутовых тканей из базальтовых волокна / Т.Я. Карпова // Волокнистые материалы из базальтов Украины: сборник статей.-Киев: Техника, 1971.-С.52-54

99. Андреевская Г.Д. Адгезия эпоксидных смол к волокнам из базальта / Г.Д.Андреевская, Ю.А.Горбаткина, И.Р.Ладыгина // Физико-химия и механика ориентированных стеклопластиков: Сб. науч. тр. М.: Наука, 1966.-С.80-83.

100. Пат. 2102350 РФ, МКИ 6 С 04 В26/02. Теплоизоляционный материал / В.И.Божко, О.М.Ященко, Л.В.Тимофеев. №96101422/,; Заявлено 10.01.96; Опубл. 20.01.98 //Изобретения. - 1998. - №2. - С.248.

101. Дерикот Л.З. Зависимость коэффициента теплопроводности базальтовой ваты от объемного веса / Л.З.Дерикот // Теплофизические свойства веществ: Сб. статей. Киев, 1966. - С.32-37.

102. Недужий И.А. Экспериментальное исследование теплофизических свойств базальтовой ваты / И.А Недужий, Л.З.Дерикот // Теплофизические свойства веществ: Сб. статей. Киев, 1966. - С.98-106.

103. Дубровский В.А. Базальтовая вата эффективный хладо- и теплоизоляционный материал / В.А.Дубровский, М.Ф.Махова // Стекло и керамика. - 1966. - №8. - С.17-19.

104. Тобольский Г.Ф. Минераловатные утеплители и их применение в условиях сурового климата / Г.Ф.Тобольский, Ю.Л.Бобров. Ленинград.: Стройиздат, 1981. - 176 с.

105. Бобров Ю.Л. Долговечность теплоизоляционных минераловатных материалов. М.: Стройиздат, 1987. - 168 с.

106. Дубровский В.А Некоторые области применения базальтового штапельного волокна / В.А.Дубровский, М.Ф.Махова, В.А.Рычко и др. // Волокнистые материалы из базальтов Украины: Сб. статей. Киев, 1971. - С.21-28

107. Джигирис Д.Д. Теплоизоляционные плиты на основе базальтового супертонкого волокна / Д.Д. Джигирис, Ю.Н. Демьяненко, М.Ф. Махова и др. // Строительные материалы.-1976.-№9.-С.30.

108. Пат. 200112563 RU МПК 7 16L59/02. Теплоизоляционный рукав для труб / Л.Г. Асланова. № 200112563/06; заявлено 11.05.2001 ;опубл. 20.02.2003 .- 2003. №06

109. Пат.2002126086 RU, МПК 7 Е04В1/00. Теплоизоляционный элемент и способ его изготовления / Л.Б. Павлович, Н.М. Алексеева, И.В. Харченко, М.И. Желудков, Е.В. Шабалин.- № 2002126086/03; заявлено 01.10.2002; опубл. 27.03.2004//Изобретения. 2004.-№ 3.

110. Пат. 99119652 RU, МПК 7 Е04В1/94, C09D1/02, С09 D05/18. Теплоизоляционный материал /Я.Ю. Полуянов, В.Е. Якимов, И.В. Балыков и др.- № 99119652/03; заявлено 13.09.1999; опубл. 10.08.2001// Изобретения .-2002.

111. Пат.2151115 RU, МПК 7 С04В26/02, С04В14/38, С01В38/02. Теплоизоляционный материал /М.Г. Потапов, Е.Г. Толкачев, О.С. Татаринцев и др.-№ 99107449/04; заявлено 12.04.1999. опубл. 20.06.2000 // Изобретения.- 2000. № 4.

112. Пат. 2102350 RU, МПК 7 С04В26/02. Теплоизоляционный материал / В .И. Божко, О.М. Ягценко, Л.В. Тимофеев.- № 96101422/04; заявлено 10.01.1996; опубл. 20.01.1998 //Изобретения. 1998.

113. Пат. 2044718 RU, МПК 7 С04В5/00. Смесь для изготовления теплоизоляционного материала / В.Ф. Позняков, В.М. Япченко, А.В. Прийдун и др.. № 5007850/03; заявлено 22.07.1991; опубл. 27.09.1995 //Изобретения .-1995 .

114. Пат. 2055035 RU, МПК 6 С04В28/14. Композиция для изготовления теплоизоляционного материала / В.П. Сергеев, Ю.Н. Чувашов и др.. № 5051766/33; заявлено 07.07.1992; опубл. 27.02.1996 //Изобретения. -1996.

115. Пугачев В.Е. Спецбазальт: базальтовый теплоизоляционный материал. Прогрессивная технология их производства / В.Е. Пугачев // Строительные материалы, оборудование, технология XXI века. — 2007. -№10. С.31.

116. Патент RU 2081095 С1, МПК 6 С 04 В 38/00, С 04 В 38/00. Сырьевая смесь для получения теплоизоляционного материала / Сергеев В.П., Чувашов Ю.Н. и др.// 04.06.1992.

117. Бендик Н.И. Композиционные материалы на основе базальтовых и химических волокон. Состояние и перспективы / Н.И.Бендик, П.Л.Кузив, А.А.Медведев и др. // Химволокна 2000: Докл. междунар. конф., Т.2, Тверь, 16-19 мая 2000г. - Тверь, 2000. - С.550-560.

118. Артеменко, С.Е. Исследование гидромеханических характеристик базальтовых фильтроэлементов / С.Е. Артеменко, И.Н. Синицына , Н.А. Устинов, А.П. Середишкин // Пластические массы,- 2008.-№1 С.21-23.

119. Джигирис Д.Д. Акустические гипсовые плиты, армированные и заполненные базальтовыми волокнами / Д.Д.Джигирис, М.Ф.Махова, Н.П.Гребенюк и др. // Строительные материалы. 1975. - №7. - С.20-22.

120. Джигирис, Д.Д. Основы производства базальтовых волокон и изделий /Д.Д. Джигирис, М.Ф. Махова. -М.: Теплоэнергетик,2002.-520 с.

121. Огарышев, С.И. Базальтовое волокно — ценный материал из природного камня / С.И. Огарышев // Базальтовая вата: история и современность: сб. материалов. Пермь, 2003. -С.85-89.

122. Румянцев, В.А. Многослойная теплоизоляционная система «Шуба плюс» / В.А. Румянцев, В.Н. Овчинников, В.А. Белов //Строительные материалы. -1998. -№9. С. 11

123. Пат. 2246146 RU, МПК 7 Н 01 В 3/04, Н01 В 3/42. Электроизоляционный материал / Т.В. Орлова, В.Е. Немилов, А.В. Вавилов.- №2003125025/09; заявлено 11.08.2003; опубл. 10.02.2005 // Изобретения.-2005 .-№9.

124. Окороков В.В. Арматура из базальтопластов для бетонных конструкций / В.В.Окороков, Е.Б.Тростянская, З.М.Шадчина и др. // Пластические массы. 1991. - №3. - С. 61-62.

125. Пат. 94042107 РФ, МКИ 6 С 04 В 40/00, 28/00. Бетонная смесь / Г.П.Бойко, В.М.Иванченко, В.П.Мельниченко.- №94042107/03; Заявлено 15.11.94; Опубл. 27.10.96//Изобретения. 1996.-№

126. Пат. 2054508 РФ, МКИ 6 Е 04 С 5/07. Стержень для армирования бетона / Л.Г.Асланова. № 93047900/33; Заявлено 14.10.93; Опубл. 20.02.96 // Изобретения. - 1996. - №5. - С. 177.

127. Пат. 2114081 РФ, МКИ 6 С 04 В28/02. Фибробетонная смесь / Д.Е.Барабаш, В.И.Москаленко, В.И.Шубин и др. №95116317/03; Заявлено 19.09.95; Опубл. 27.06.98 //Изобретения. - 1998. - №18. - С. 240241.

128. Тутаков О.В. Базальтоволокниты / О.В.Тутаков, В.А.Вонсяцкий, Л.В.Кармазина и др. // РЖ Химия. 1983. - №3. - ЗМ251. Реф. ст. // Химическая технология. Киев. - 1982. - №5. - С.14-17.

129. Свойства ПЭНД, наполненного супертонким базальтовым волокном / Ю.И.Матусевич, В.А.Гвоздюкевич, Ю.И.Фирсов и др. // Пластические массы. 1989. -ЖЗ.-С.94.

130. Николаев В.Н. Базальтопластик — долговечность, стабильность состояния / Строительные материалы, оборудование. Техника XXI века.-2007-№10.- С.35.

131. Смерницкий В.П. Трубы из базальтопластика для систем горячего водоснабжения / В.П. Смерницкий, Б.Е.Щербаков // Перспективные материалы. 1999. - №3. - С.21-24.

132. Кабанов С.С. Базальтопластиковые трубы / С.С.Кабанов, Э.Л.Губарь // Химическая технология. 1994. - №2. - С.45-51.

133. Энциклопедия полимеров / Под ред. В.А.Каргина. М.: Сов. Энциклопедия, 1972. - Т.1. - С.206.

134. Свойства фено- и имидобазальтопластов / Е.Б.Тростянская, М.А.Соколинская, З.М.Шадчина и др. // Пластические массы. 1987. -№1. - С.28-29.

135. Исследование механических характеристик базальтопластика с продольно-поперечной схемой армирования / Е.В.Мешков, В.И.Кулик, З.Т.Упитис и др. // Механика композитных материалов. 1988. - №5. -С.929-931.

136. Баштанник П.И. Базальтопластики антифрикционного назначения на основе полипропилена / П.И.Баштанник, В.Г.Овчаренко // Механика композитных материалов. 1997. - Т.ЗЗ, №3. - С.417-421.

137. Баштанник П.И. Влияние параметров комбинированной экструзии на механические свойства базальтопластиков на основе полипропилена / П.И.Баштанник, В.Г.Овчаренко, Ю.А.Бут // Механика композитных материалов. 1997. - Т.ЗЗ, №6. - С.845-850.

138. Фрикционные композиты с базальтовым наполнителем / Л.Ф.Колисниченко, М.А.Соколинская, А.И.Юга и др. // РЖ Химия. -1991. №7. - 5Т234. Реф. ст. // Моск. междунар. конф. по композитам: Тез. докл., М., 14-16 нояб. 1990 г. - М., 1990. - С.35-36.

139. Тростянская Е.Б. Фенопласты фрикционного назначения / Е.Б.Тростянская, Г.М.Резчинко, З.М.Шадчина // Новое в производстве и применении фено- и аминопластов: Материалы семинара, М., 1989.С.82-84.

140. Патент № 2276676. Способ получения полимерной пресс-композиции/ С.Е. Артеменко, Ю.А. Кадыкова и др.// Опубл. В БИ.2006.№14.

141. Артеменко С.Е. Интеркаляционная технология эффективный способ получения базальтопластиков / С.Е. Артеменко, Ю.А. Кадыкова, Е.В. Степанова // Пластические массы.-2005.-№12.-С.47-51.

142. Артеменко С.Е. Наукоемкая технология полимерных композиционных материалов, армированных базальтовыми, углеродными и стеклянными нитями / С.Е. Артеменко // Пластические массы.- 2003.-№2.-С.5-7

143. Пат. 2001126641 RU, МПК 7 С08 J5/14. Безасбестовая полимерная композиция фрикционного назначения / Д.Я. Болотовский, В.Ф. Полтавский, Ю.В. Быстров, Т.В. Смагина.-№2001126641/04; заявлено 01.10.2001. опубл. 20.06.2003.-2003.-№04.

144. Пелех Б.Л. Экспериментальное исследование демпфирующих свойств и динамической жесткости перекрестно армированного базальтопластикапри поперечных колебаниях / Б.Л.Пелех, И.С.Когут, А.Ю.Мыкита // Механика композитных материалов. 1990. - №5. - С.934-936.

145. Дык, Н.Д. Влияние влагосодержания на прочность базальтопластиков / Н.Д.Дык, Ю.В.Суворова, С.И.Алексеева и др. // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2000. - Т.66, №12. - С.44-48.

146. Рабинович, Ф.Н. Устойчивость базальтовых волокон в среде гидратирующих цементов / Ф.Н. Рабинович, В.Н. Зуева, Л.В. Макеева //Стекло и керамика.-2001 .-№ 12.-С. 12-14.

147. Куртаев, А.С. Композиционные материалы на основе вяжущих / А.С. Куртаев, С.Т. Сулейменов, З.А. Естемесов и др. //Киев.-АН УССР ИПМ.-1991.-С. 21.

148. Гончарова Т.П. Исследование рулонированного материала на основе базальтовой ткани и полиэтиленовых пленок методом инфракрасной спектроскопии/ Т.П. Гончарова, С.Е. Артеменко, Ю.А. Кадыкова, В.Н. Вернигорова // Пластические массы.-2007.-№1.-С.23-26.

149. Гончарова Т.П. Полифункциональные материалы на основе полиэтиленовой пленки и базальтовой ткани/ Т.П. Гончарова, С.Е. Артеменко, Ю.А. Кадыкова // Перспективные материалы.-2007.-№1. С.66-68.

150. Гончарова Т.П. Физико-механические свойства рулонированного базальтопластика на основе полиэтиленовой матрицы и базальтовой ткани / Т.П. Гончарова, С.Е. Артеменко, Ю.А. Кадыкова // Пластические массы.-2006.-№12.-С.29.

151. Артеменко С.Е. Рулонированные материалы на основе базальтовой ткани / С.Е. Артеменко, Ю.А. Кадыкова, Т.Н. Гончарова // Пластические массы.-2008.- №1.- С.23-25.

152. Артеменко, С.Е. Базальтовое волокно как эффективный армирующий материал для дорожного строительства / С.Е. Артеменко, С.В. Арзамасцев, Д.А. Шатунов // Пластические массы.-2008.-№1.- С. 1921.

153. Земцов, А.Н. Минеральная вата на основе горных пород. Перспективы развития производства и применения в гражданском строительстве / А.Н. Земцов // Базальтовая вата: история и современность.-Пермь,2003.-С.41.

154. Адылов Г.Т. Базальтоидные породы Акчинского интрузива в производстве кислотоупорных материалов / Г.Т. Адылов, С.А. Горностаева, Н.А. Паршина // Стекло и керамика. 2000. - № 1. — С.28.

155. Дворкин Л.И. Базальтотуфовая керамика / Л.И. Дворкин, О.Л. Дворкин, И.Г. Скрыпник, Л.И. Нихаева // Стекло и аерамика. 2000. - № 11. - С.22-24.

156. Паулик, Е. Дериватограф / Е. Паулик, Ф. Паулик, М Арнолд. -Будапешт: из-во Будапештского политех. Ин-та. —1981.-21с.

157. Пилоян, О.Г. Введение в теорию термодинамического анализа.-М.: Наука, 1964.-269 с.

158. Тарутина, Л.И. Спектральный анализ полимеров / Л.И. Тарутина, Ф.О. Позднякова. Л.:Химия,1986.-248с.

159. Рабек, Я. Экспериментальные методы в химии полимеров: в 2-хчастях.Ч.2 / Под ред. В.В. Коршака; пер. с англ. Я.С. Выгодский. -М.:Мир,1983. 480 с.

160. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В.Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976г. — 281 с.

161. Дрейпер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. Пер с англ. -2-е изд., перераб. и доп.,. М.: Финансы и статистика, 1986г. 366 с.

162. Д. Химмельблау. «Анализ процессов статистическими методами». М. Мир. 1973. 958 с.