автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Самоорганизация структуры фурановых полимерных композиций

Саратовский государотвешшй технический университет

На правах рукописи

ЮРШКОВ Леонид Юрьевич

САШОЕГАНИЗЩИ СТРУКТУРЫ ФУРАПОШХ ШЛШЕЕШХ К0Ш03ЩЙ

Специальность - 05.23.05 "Строительные штериаян и изделия"

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Саратов - 1994

Работа выполнена в Саратовском государственно!! техшхче! ком университете.

"Научный руководитель - кандидат технических наук, доце*

Иващенко Ю.Г.

Официальные оппонента - член корреспондент !.ИА, доктор

■технических наук, профессор Артеменко С.Е.

кандидат технических наук Хрипунов В.Л.

Ведущая организация - "Лаборатория колшознционнцх матор лов" НШ Химии СГУ,

Задпта состоится " 31 " гарта__ 1294 года в I300 ч

сов в ауд. 201 на заседании регионального специализированно совета К 063.50.02 по присуждению ученой степени кандидата пичесюгх наук в Саратовской государственном тешпосш* упк сктето по адресу: 4IOOIG, г.Саратов, ул.1 к>япт,кз»я,»оскля, 77

С диссертацией нетто ознакомиться в бтблнетего уипворогг

Автореферат разослан -2ST« 0 2. 1924 fojia

Уче;гч!1 секретарь ро1'конал.ыии и спсщшялзпройшпюго езлета, доктор технически.'юук, z,

npaï-3bcop Qy. В.В.КУзнец:

/

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Создание эффективных п экономичных по составу материалов с заранее заданными свойством! и рациональных технологий их получения является актуальнейшей проблемой современного материаловедения. Весьма плодот-аорпо данная проблема решается в последнее время на пути получения и внедрения композиционных строительных материалов (КСМ), закономерности структурообразовашш которых наиболее полно эаскрываются в рамках полиструктурной теории. Использование кжшэрных композиционных материалов типа полимербетонов в ус-гавиях нового строительства и реконструкции действующих произ-юдств, связанных с применением агрессивных сред,показало их шеокув техшгко-эконотческую эффективность.

Одним из наиболее распространенных полимербетонов. являет-я фурановый, обладающий при относительно низкой стоимости, рактлчески универсальной химической стойкостью.

Фураиовые композиционные материалы представляются как ткрытые сложноорганизовагаше ттериалыше систеш. В открытых иотемах возникают пространственно-временные структуры, додерживаемые внешними потоками, прввишакхдшш критические поро-н. Вынужденная эволюция систеш определяется параметра^! "на-зчки"» которые для фурановых композитов характеризуются ¡утренними (катализаторы, наполнители) и внешними (температу-5, давление) факторами.

Отсюда перспективным направлением на пути улучшения фнзи-млеханических и эксплуатацяошгых характеристик таких мате-салов является поиск новых отвердителей. н наполнителей полн-тощионального действия. Требуют дальнейшего развития вонро-I структурообразовашш и оптимизации свойств полимерного свя-вщего и полшербетонов, совершенствования заводской техноло-з изготоаления изделий из шк и изучение химического сопро-вления в различных агрессивных средах. Изучение спещфхчес-х (диэлектрических, антифрикционных) свойств фурановше кш-зитов позволит расширить области их применения.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с гос-ддатной темой СГГ/ 1.10.91.14 "Разработка в углубление

научных основ создания полимерных композиционных материалов заданными свойствам:", выполняемой по заказ-наряду СПИ 12( на 1991-1993 г.г. (№ гос.рог. 01910043322).

Цель и задачи исследований. Целью работы являются теоретические и экспериментальные ис следования структурообразованил и деградации в агрессивных средах фурановых композитов'как слоанооргашзовашшх мате -риальных сиотем.

Для достижения поставленной цели рекалпсь оледувщие за дачи.

1. Развить моделыше представления о процессах структур

• образования на различных этапах эволюции материальной сиото с привлечением электрофизических методов исследования.

2. Провести экспериментальное изучение процессов деград цел фуранового кошозита в воде при 20°С.

3. Дать модельное представление о деградации фурановых

КСМ.

4. Разработать эффективные составы фурановых композитов обладавших антифрикционными свойствам.

5. Осуществить апробацию результатов исследований в прс В0ДСТВ91ШЫХ условиях.

Научная новизна. С позиции концепции пс рядок-беопорядок сложноорганизовашшх материальных систем установлены новыо-затонокерпости-вротокания процессов стру± турообразованпя фуранового связующего. Установлена роль во; в фордлрованип структуры фурапозого связующего. Разработан

• способ направленного регулирования структуры и свойств свя-вующего с наполнителями полифункционального действия. Разрс ботан экспресс-кетод неразрушающего контроля фпзико-механи-ческих характеристик композитов по параметрам электропровод ности и диэлектрической проницаемости. Предложена математическая модель деградации фурановых композитов в воде, учи и вакцая процессы самоорганизации.

Практическая значимость. Разработаны эффективные составы фурановых полимзрбетонов, отвер: даеше сульфосаллцяловой кислотой, с повышенной хиистойкос Предложены составы пресскошгозитов, содержите полифункцио-нальныз компоненты, которые проявляют каталитическую актив иость и являются наполнителями. Данные составы рокомендовл: для изготовления штучных изделий элементов пощития пола, .

'акав для нзготовлепия элементов легконагрузенных узлов трв- ■ :ия.

На защиту выносятся:

- комплекс теоретических л эксперт,юнтальных данных по зученлю критических и нелинейных явлений в слсшноорганизо-анной фурановой системе;

- разработанный способ изготовления фурановых композитов, тверхдаешх сульфосалищшотой кислотой;

- составы (¿урановых пресскомпозитов, предлагав!,мх для тучных элементов покрытия пола, а'такке для рабочих г членов узлов трения;

- окспрзсс-метод норазрушашцего контроля фурановых компо-

STOB.

реализация работы. Результаты исследова-lii использованы при разработке технологии изготовления штуч-ис элементов покрытия пола на заводе зюлировашшх изделий г.Саратова. Составы фурановых пресскошозитов приняты к шдреншо для изготовления рабочих элементов в легконагружен-IX узлах трети снолькения на АО "Саратовский метизный за->д" и АО-"Микрошлйф" в г.Саратове.

Основные положения и результаты исследований, приведенные диссертационной работе, опубликованы в четырех работах и шожены на научно-технических конференциях Саратовского го-дарственного технического университета в I99I-I993 г.г.; i зональном семинаре "Защита строительных конструкций от >рроз1Ш" (Пенза, IS9I г.);.па научно-практической конферен-а "Экологические аспекты технологии производства строитель-;х материалов"-(Пенза, 1992 г.); на иенреспублшсанской учно-технической конференции "Экология и ресурсосбережение" [огилев, 1993 г.); техническая новизпа исследований задище-

авторским свидетельством У* 170ВЭ22.

Структура и объем работы. Диссер-ция состоит из введешш, глав, общих выводов, бнблдо-афии из 114 наишнованпЗ отечественных и зарубежных источ-ков и приложений, содержит 114 страниц машинописного тек* а, 38 рисунков и 15 таблиц.

б

СОДЕШАНИЕ ГАБОШ

Приведены обобцешщ и анализ литературных данных по современное состоянию вопроса, Процессы структурообразования KCL1 рассматриваются в контексте теоретических представлений и цраз тических результатов,полученных в рамках полиструктурной теории, разрабатываемой профессором В.И.Соломатовцм и его научно! школой. Для интерпретации экспериментальных дашшх по слокно-организущимся системам, какими являются KCIJ, привлекаются coi ремешше нелинейные теории физики. Представления о макро- и микроструктуре благодаря использованию концепции порядок-беспс рядок (изучение и описание коллективных явлений, наблюдающихся при фазовых превращениях) позволяют эффективно описывать сложные материальные сиотеш. В этой концепции особенно интенсивно развиваются два фундаментальных направления физики: физика 1фз тичесюис явлений и физика нелинейных явлений (синергетика).

Синергетический подход к КСМ связан с выявленными в послед нее время новиш явлениями при структурообразовании и структур ной деградации. Установлено, что процессы структурной организа щш деградации, происходящие в материалах на стадиях технологи ческой переработки и эксплуатации, как правило, - автоволновне Исходная физико-химическая система наполнитель-полимер является термодинамически неравновесной. Энергетическое воздействие при отверждении материала выводит систему из стационарного сос тояния а в силу кооперативного характера протекающее процессов приводах к образованию автоволн.

Автоволновый характер наблюдается и при структурной деградации КСМ в агрессивных средах. Это объясняется распадом и перегруппировкой связей в объемном перкаляциошгом кластере. Нали чие этих данных указывает на определенную общность в механизма структурообразования и деградации КСМ. На современной этапе ра питие физико-химических основ получения композитов с комплексом заданных свойств с позиций концепции полиструктурной тео-рин; пордцок-беспорядок требует получения новых экспериментальных дашшх.

Для достижения цели бшш проведены исследования начальных »типов структурообразования электрофизическими методами. В качестве электрофизических методов были выбраны: ультразвуковой,

гетод переменного тока и измерение диэлектрической проницае- > юсти. Ультразвуковые исследования проводились на дефектоско- -:е ГСП УК-Ш'ШС. Электропроводность изучалась наГ мосту пере-снного тога Р-5021. Диэлектрическая проницаемость сшхмалась а панорамном измерителе КСВН Р2-45.

В качестве объекта" исследования выбран композиционный зтериал на основе фурфуролацетоновой смоли ФАМ (ТУ 64.II.17-3), отвергаемой бензолсульфо- (БСК) (ТУ 6-35-0204229-25-20) сульфосалицаловой (ГОСТ 4478-82) кислотами. Наполнителями [уяилд: кварцевая мука, порошки дисульфида молибдена и гра-:та, бронзовая пудра. В качестве мелкого заполнителя исноль-вался речной зсварцевий песок фракции 0,63-1,25 мм. В ка-стве крупного заполнителя - гранитный щебень фрагаош 5,0,0 мм. Исследования овойств полимерного связующего ФАМ про-цшг на образцах бадочках 0,02 х 0,02 х 0,08 м, а полимер-гона -на образцах .балочках 0,04 х 0,04 х 0,16 м.

Удельная поверхность наполнителей составляла 200-450 м2/кг >прсделялась на приборе ПСХ-2. Для оценки 'термостойкости,' характера взаимодействия полил 5'А.\! с иагарзлышмя наполнителями прикошиш метод ¡томленого термического анализа. Исследования выполняли на де-атографз фирмы г,Щ система Паудак-Эрдей (ВНР). Для изучения механизма отверлдоши смоли <2АМ сульфосалц-звой кислотой попользовалась ■1К-спектроскоппя. ИК-оиектрц I полутени на образцах в области'400-4000 на спектро->о и -20 при интенсивности пропускания более 50/». Киолотно-осношше.свойства материалов■ одеиазалл по рН зсс гнтяяек на исномере ЭЗ-74.

Анализ данных полученных электрофизическими методами, га-вает, что процесс структурообрззовання фурзновнх композп-¡гоепт автоволновнЗ характер. Процесс проходит через стадии !1ч1пзнх состояний, то есть тлеется проявление длссикатив-зтрутагур. При пешмеризацпл »1(7?ановоа ко?.шозпцпл тлеет ) мотастабильное состояние лпдкой '7азн,из которой палу-:я новая твердая макрофаза. Мотастабильное состояние ха-¡рлзуется возникновением ззродшей новой 'Газы и возмозкнм

их исчезновением до возникновения зародыша вше критических размеров. В наполненном фурановом композите сначала отмзчае' ся возникновение двумерной, а затем и трехмерной структуры.

Результаты,полученные при прохождении ультразвуковых ко лебаний через фурансвую композицию,показывают, что интенсив ные структурные преобразования в композите протекаит в тече ние первых двух суток. Дальнейшие структурные изменения без наложения внешнего воздействия* носят несущественный характер и происходят вблизи равновесного состояния систем. .

Измерения на мосту переменного тока показывают, что прс цесс образования твердой фазы характеризуется в делом двум? тенденциями: агрегатирование наполнителя, что эквивалентно увеличению параллельно соединенных проводников и увеличокш электропроводности, и связывание БСК в результате реакции полимеризации, что эквивалентно падению электропроводности Преобладание той или иной тенденции определяет волновой ха> рактер кривой электропроводности во времени (рис. I). При постоянном значении эдектроцроводности процесс отворздешш практически заканчивается. Установлено, что в течешге 45-6 шнут термообработки наблюдается разупорядочеше структуры композита, то .есть..цепи..б.ерконе^ногр, iuracrepa, образование на начальном этапе, разрываются^,. о чем •свидсгольствует yi.it шение величины электролрозодцосгаи-В дальнейшем-происходи! перегруппировка, связей» найзздаакнг увеличение злектролро! ности, ее величина'в конце. r¿ajK¿oo6padOTiai превосходит kcxí ноо значение, что укаэшзаег'на -восотановдсшхе пзрколжшош структуры и протеканш процоссои доотаорадонпк композиции

Величина даэлектрдческой 'лррйацаекоой! фуракового ком зита в процессе отворздегшя'сиозош измзн'яется вешюобраз. При термообработке ее значещш. спсачноабразко уменьшаете что указывает - на критические; явлашме, происходящие в ториале. Следует - отметить, что ■ дас'яектричесхая Пронина цость является ш!ф9скош145скй11.;/хара1сторпсти2сой вещеез обусловлена его природой и ыоаея качественно'характоризох адсорбционную способность минеральных наполнителей и cxei взаимодействия а контактной зоне гохерогешшх структур. I ме того, установлено, что:даглектричзскае характеристики < дадают достаточно пирокой шаХюрматстноотью к могут быть i

Изменение электропроводности фурановых композитов с различными наполнителями при отверждении

Т, час.

•ра|.итовц2 нзнолнлтель; 2-Санэрнып ш.папк1?<од. j ; .; г ;

варцевыл напаиитель.мадфвдров^шп»:? сггпсьп зсс-ль*-* (lili.

Р-с. I

пользованы:' для контроля кинетики отверздешш и старения, химических реакций и процессов, для оценки влажности и других физических свойств наполненных композитов.

Для композиционных материалов электротехнического назначения ваета стабильность физико-механических, диэлектрических и других свойств в процессе эксплуатации, изделий. Установлено, что оптимальное сочетание диэлектрических и механических свойств фурановых композитов наблюдается при содержании отвер-дителя в ¡штервале 12-17 масс.# от массы полимера. Воздействие "повышешшх те;.шоратур (Ю0°С) ведет к снижению водопоглоцеши, что способствует улучшению диэлектрических характеристик. Воздействие агрессивной среды {2% раствор серной кислоты) не приводит к значительным изменениям диэлектрических свойств. Диэлектрические свойства зависят от температуры, влажности окружающей среды и времени экспозиции образцов перед замером и испытанием и не коррелируют с процессами деградации фурапового связующего.

При анализе результатов, полученных при измерении прочностных и электрически характеристик, была обнаружена хорошая корреляция к езду изменением значения предела прочности на изгиб при экспозиции в воде (00°С) и значением электропроводности испытываемых образцов (рис. 2). Кроме того, при сравнении характеристик "степеиь-папояыешигзлектропроводность" для гра-фихового наполнителя, бпло показано» что при оптп^лзлъней степени наполнения тлеет место резкое увеличение электропроводности. На осповашш получешшх экспериментальных данных контроль параметров электропроводности и диэлектрической прогощао' кости предлагается в качестве экспресс-метода для определения степени отверздешш и механических характеристик фураповых композиционных материалов.

Процесс деградации фурановых композитов изучался ' по мате магической модели деградации: '. д

Ш)*(1- Q{SlМ(02-Т})- е 3 . (I)

где Ш) - коэффициент водостойкости в момент времени

Q , - параметры, имеющие сшсд амплитуды и частоты ^ колебания соответствешю;

63 - параметр, определяющий коэффициент водостойкости на длительных временных интервалах при ирактичео полном затухании колебаний.

Корреляция механических свойств и ачоктропроводности фурапового композита при экспозиции в воде 00°С

1-лродел прочности на сжатие; 2-нродзл прочности на изгиб; 3-?лечтропрозодность.

Изучалась водостойкость фуранового связующего ФЛ1.1 + БСК н _кварц (Н/П = I) при 20°С в течение 360 суток. Для обработки х лученных данных использовалась самая простая возможная модел! о нелинейной процедурой оценивания параметров методом наименз шх квадратов (МНК).

Нелинейная процедура МНК заключалась в следующем. Провода ся поиск параметров форели (I), для которых целевая функция

i-i 1 1

где N - число временных точек серии;

экспериментально наблюдающийся коэффициент водосто! коста при времени экспозиции Т" ; •R [ , 6J - вычисленный по формуле (I) коэффициент во-_ достойкости в момент времени С1Г при параметрах Q Q - вектор параметров , Од, . &ъ достигает своего минимума. Для оптимизации значений параметр' использовался метод Ныотона-Рафсона-Гаусса, Вычисления прово дались по программам, реализованным на языке программировали "Бзйсик", на ПЭВМ " Электроника-:,;С 0511".

Изучение водостойкости показало, что в системе "полимер-наполштель" протекают процессы самоорганизации, ослабляющие деструктивное влияние, что выражается в затухающих колебания зависимости коэффициента водостойкости от времени. Между амп литудой колебаний в-| и водостойкостью существует завис иость - чем меньше амплитуда колебаний, тем выше водостой -кость. Общий экспоненциальный спад прочности объясняется деградацией полимерной матрицы. Область оптимальных составов отвечает наиболее устойчивому кластеру и в этом случае наблЕ дается обычный экспоненциальный спад прочности.

В работа приводятся результаты экспериментов по оптимиза ции состава полимерного связующего с использованием нового отвардителя - сульфосалицилозой кислоты. Установлено, что oí тималыше физико-мэхшшческио характеристик! полимерного cbí зукцего соответствуют 12-20 масс.# отверднтеля от массы паи мера.

Сульфосатициловую кислоту перед введением в реакцию наш ся? на наполнитель при совместном пойме. ¡Лодифнцировашшй ; юш озразом наполнитель вводят в ФЛ.Ч и проводят его диспзрг;

ювание ультразвуком на частоте 30-35 кГц в течение 15 минут: . ;анный прием позволяет уволичить' механические характерно тики :олимерного связующего на 15—18/3 по сравнению с механическим еремешиванием композиции. После диспергирования композиция кладывалась в формы и отвервдалась при комнатной тешературе часов.

Режим термообработки полимерного связующего был выбран ис-одя из данных ДТА, измерения диэлектрической проницаемости и еханнческпх испытаний. Термообработка фурановых композитов, тверздаемнх сульфосалзщиловой кислотой, проводится при 140°С.. одъем температуры до рабочей осуществляется в течение 45 ми-ут, далее следует выдержка при 140+1°С в течение 3-5 часов и шкеше температуры до комнатной в течение 1,5-2 часов.

Методом ПК-спектроскопии показано, что сульфосалпциловая ислота, благодаря наличию у нее трех активных групп, гошцииру-т протекание реакции полимеризации смолы ФАМ (ФА) по разным аправленпям. Полимеризация ФАМ протекает по карбонильным груп-ам (поглощение в области 3400 и.1720 см""1) по сопряженной с арбогашыюй группой двойной связи (поглощение в области 1720 I660-I6I0 см"-1-) и поликондонсацая с образованием простых зфи-ов (поглощение в области II70-II5Q см"-1).

При анализе данных ДТА образцов связующих, отвсрзденпых БСК ; сульфосаяициловой кислотой, отсечено, что для последней при рзвнешга-с исходными, образца!,-i наблзадагзтся'меньшие изменения этерв по тссо (5%} после экспозиции в воде при 80°С в течешю дней, чец для образцов с БСК'(20%). У исходных образцов поте-;i по массе составляю 50%. Такие изменения потерь по массе 5ьясляются вымыванием отвзрдителя в тнтактпрующпй раствор, днннй факт указывает па, наличие' взаимодействия сульфосалицило-эй кислоты с полимерной матрицей. По данным ДТА кажущаяся шргля активации реакции полимеризации ФАМ сульфосалпщшовой 1слотой (33,3 кал/г) меньше, чем галущаяся опертая активации рп испсяьзовашта ECK (91,5 кал/г)'. Ценыпее значение энергии хтлвацнм указывает на изньеиП энергетический барьер, а следо-иельно на более выгодные условия"цротекаппя реакции полиле-хзации при использовании суль^осаллцнловой кислоты по сравнена с БСК. ' •

На основе полимерного езязуэдего, отверздаемого сульфоса-эдиловой кислотой разработана шюмзрбетонная смесь -с повы-

шенными характеристиками. Состав полимерботоштой смеси приведен в табл. I.

Таблица I

Состав полимербетошюй смеси

Компо не н т ы Содержание, масс.£

Оурфуролаце тоновый мономер ' 10,0 - 10,6

Сульфосалицнловая кислота 1,4 - 2,6

Кварцевый наполнитель 10,0 - 12,5

Крупный заполнитель - гранитный щебень 50,0 - 52,0

Мелкий кварцевый заполнитель оотальное

Да1ший полимерботон характеризует предел прочности на изгиб - 15,9+18,2 МПа и предел прочности на сжатие - 98,5-102,0

Коэффициент водостойкости полпмербетона, отвергаемого сульфосатщиловой кислотой - 0,82-10,86, что вхсе коэффициентов водостойкости аналогичных полиморботонов с отвердптелямд: фосфорный ангидрид (0,71-0,78) и БСК (0,6). Результаты изморе ний ра В0Д1ШХ вытянек полимербе тонов с кислотными отвердителя ми приведены на рис. 3. Из рисунка видно, что меньшее смещеци рН в кислую область наблюдается для образцов с сульфосалищшз вой кислотой. Датою результаты позволяют рекомендовать полп-мербстонную смссь, отзерндаемую сульфосалшдаовой кислотой, для изготовления.гш?ьваютес1са; ванн,, и которых молшо будет использовать растворы чувствительные к. изменению рЦ.

Для изготовления мелких пелиморбетонных изделий типа шшт и блоков футеровки. доводьнр персиокпшпшд является метод прс-с сования при формование использование которого мозет■обеспечить высокую ТОЧНОСТЬ ЕЗГ010ВЛ05ШЯ изделия,'плотную структуру и высокую прочность. Для изготовления проссматериадов был', применен в качество ^аполщте^дцеульфид молибдена - вещество, обладайте е шгтфршщиошшмк, свойствами.. Он использовался как самостоятельно, ток в в смесях о бронзовой пудрой и (или) графитом. Дисульфид молибдена имеет структуру, сходную со структурой графита, ко благодаря наличии у атегл молибдена вакантных атоьаии: орбиталой оц участвует в реакции полимеризации (подикопденсацш) фурфуредацетонового мономера как кислота Якшса. Вывод о том, что дисульфид молибдена наполнитель поллфункционального действия, подтверждается данными ПК-спектроскопии.

И

Изменение показателя рН водных вытянек образцов фуранових подимербетонов с различными отвердителя-ми при экспозиции в воде 80 С.

Отвердители: 1-сульфосалициловая кислота; сульфокислота; З-фосфоргшЗ ангэдр::д.

Рис. 3

В лабораторных условиях были отработаны составы пресскош зитов. Майод прессования был опробован для изготовления плит размером 0,1x0,1 м и толщиной до 0,02 м и для изготовления щ линдров диаметром 0,05 м и высотой до 0,08 и. Технологическа* схема получения прессматериалов включала следующие стадии:

- подготовь сырья;

- подготовка прессфорл;

- загрузка и смешение компонентов;

- загрузка лрессформ;

- олодное отверздение композиции;

- прессование изделия;

- термообработка под давлением;

- извлечение изделия из прессформы.

Составы фурановых пресскоглпозитов приведет в табл. 2.

Таблица ;

Составы фураковых пресскошозитов

Компоненты Содержите в пресокомпозкте ,шсо.!

__№ составов__

I ' 2 ' 3 ' 4"

Фурфуролацетоновый мономер 32-44 32- -44 32-44 32; -44 32-

Отвердитель 8-11 8- -II 8- -II 8- -II 8-

Дисульфид молибдена 45-60 20- -30 25- -30 25- -30 17-

Бронзовая пудра - 25- -30 .10- -15 -

Графит • - 10- -15 20- -30 20-

Пиритныи огарок - .8-

Подготовь сырья включает в себя получение наполнителя с дисперсностью '200-450 м^/кг и высушивании его до влазшости н более 1%. При использовании в качестве отвердителя сульфосал цилоБой кислоты проводят совместный помол отвердителя с напо кителем, взятых в кеобходаш соотношениях. Из отвердителя Е готовят расплав'^ '.5 дозкеы иметь температуру не менее 20°С.

Подготовка прессформ заключается в нанесении' на рабочие верхности антиадгезива (парафин), подогрев их до 50-60°С и и готовлешш прокладок под пуансоны из полиэтилена ели фтором та.

Подготовленное сырье в необходимых пропорциях загружают смеситель и проводят шханическоз перемешивание в течение 2-

Гб

■яшуг. Затеи проводят ультразвуковое диспергировашю частотой • 30-35 кГц в течение 15 минут.

Загрузи прессформ включает.в себя заполнение рабочего тространства прессматрица необходимой дозой полимерной композиции' и виброуплотнеиие смеси в течение 1,5-2 минут.

Холодное отверкдешхе композиции заключается в вцдеряке за-тукешплс прессформ в течение 1-1,5 часа.

Прессование изделия производится при удельном давлешга 4015 Ша. При прессовашш производится подъем температуры до 40°С п течение 20 гдтнут.

Термообрзботка под давлением заключается в вндерзивании ре с с фора при температуре 140°С в течение I часа."

Прессформа разбирается в горячем состоянии. Изделие из рессматрицц выпрессовывается специальным устройством.

Свойства фураповых прессматериалов представлены в табл.3.

Таблица 3

Флзнко-^ехашггеские и структурные характеристики фурановых прессматериалов

>с- ша Ясж., Ша к ' ш НВ у зшг * г/см"* ( ЗВЭЕ? см3/г

I ■ ' 70 ,26 0,07 0,0003

2 60 23 0,099 0,0003

3 54 22 0,084 0,0055

4 50 18 0Д13 0,0015

5 '55 22 0,074 0,0025

л - предал прочность на сяатие; • 255 - твердость по Бринеллв; - истираемость; н?хх - пористость.

Состав Л 5 предложен для изготовления шцгчшсс элементов срытия пола и блоков футеровки г-льванпческих вага.

Для всех составов прессматёриалов.проводились испытания на ;ние. Коэффициенты сухого трения по сталл пресоясмпознтов . . :ли значения в интервале ОДВ-О.ЗЗ. Состава Ш5 I и 2 балл ¡длоиенн для изготовлепия рабочих олемзптов узлов тре;гая шьу.ения в качестве материалов способных заменить дорогостоя-| и дефицитные бронзы.

йурановыа пресскошозиты приняты к внедрению на Саратох 'заводе эмалированных изделий, на АО "Саратовский метизный г вод" и АО "Ыикрошлиф" г.Саратова.

Ожидаемый экономический эффект на АО "Саратовский ыетиг завод" от замени бронзовых втулок в подающих механизмах ста ков по изготовлению метизов на изделия из цресскошюзитов с тавляет 2451798 руб. в ценах июня 1993 года (расчет произве на серив 500 шт.).

ОБЩИЕ ШВОДЫ

1. Фурановые композиционные материалы представляют собс слоаноорганизовашше открытые система. В открытых материал! системах возникают пространственно-временные структуры, под деркиваемые внесшими потоками, превышающими критические но] ги, то есть имеют место диссипативше структуры. Установлю что крупномасштабные спонтащше флуктуации играют решающую роль в формировании диссипативных структур.в области криты чеокой неустойчивости. Мащюскопические флуктуации, стабиш зирующие когерентную структуру, зависят от внешних условий; сохраняют при этом черты случайности.

2. Экспериментальные исследования свидетельствуют, что процессы структурной организации и структурной деградации, происходящие в КСМ на стадиях технологической переработки 1 эксплуатации, как правило - автоволновые процессы. Причем''1 кие процессы имеют место не только в пространстве, но и во времени.

3. На основании данных, полученных электрофизическими ; тодами, выявлены новые закономерности структурообразования фурановых композитов. Скачкообразное изменение диэлектричв! ких свойств фурановой композиции при термообработке свидетельствует о процессах самоорганизации. Изучение кинетики < верздения Фурановых композиций методом переменного тока по: зываэт, что порог протекания как для реальной системы, рас< смотренной в данной работе, так и для существенно отличают ся модельных и идеальных систем, рассматриваемых в перколя ционной теории, оказывается практически одинаковым. Это св детельствует о единой природа процессов структурообразован всех этих систем.

4. Изменение коэффициента водостойкости фурановых композитов связано с оптимальностью состава. Для оптимальных составоп композитов изменение коэффициента водостойкости близко к экспо-хенциальной зависимости. Математическая модель деградации фура-ювого связующего позволяет объяснять водостойкость композита

i широком интервале изменения структурообразующее факторов и рогнозировать оволпщошше изменения систеш иод воздействие?! грессивной среди.

5. Разработаны составы нолимербвтонов с повышенной водо-тойкостьа (коэффициент водостойкости - 0,02-0,86) с использо-знисп в глчсстве отвордателя сульфосалициловой кислоты. Мас-овая доля сульфосалицз'ловой зшелотн в составе полимера, поз-■удтцт получить макезглальну» степень отворздегшя и онтишль-10 механпчос'спо характеристики, составляет 12-20 шса.%.

6. Разработан:; способ и режма ультразвуковой активации íCTOTOii 30-35 кГц полимерного связующего, отвертчеиого суль-ШЗЛИЩ'ЛРВОй кислотой.

7» В качество "зтодол контрам свойств (Туряпошк когпози-:оннчк гптогнллов предлагаются глзтод перепутного ?on и г^тод горения дполоктрпсской проницаемости. В качество контрота-о; 'ого япремзтря гл ступает величина электрэпрог.одиостл го*что-та, угзчт.лзнтто которой icví/J укаигззет на сшпеппе предела отноотч на гзглб Щ'-. Величала лдодеигрической точицзе-оти цкоет аатсбиелт-нчй характер жрчшсияя и эадоскт от стч-:г:; огзерздешот свяоугп;зго. Ояачоккс этого параметра угень-зтея с ростеп степени отворздсипя евлзузгрго.

9. Разработана технология нол/чегеш фурапошх просскомпо-ro:i с наполнителем полпфункционального действия дисульфидом птбдена, обладающего пнтифршециошшчи свойствами. Олддае?^й якгсгаескяЯ эффект от применения фуранов'к пресскомпозптоа ДО "Саратовски;! метизный завод" составляет 2451798 руб. в ■•"'К чехт: 1923 года.

Ознош'ке полежчшя и результаты дпссертоцношго3 работа

'бликоглвк п следук:!П1х публикациях.

I. Uwr»MKO Ю.Г., Поляков В.П., Еелтов U.K., Яороиков Л.Ю. •OOpn:íH3:nrvr структур?! фурановых К0ГОТ03П7СВ 1фП догродисш •ja* //z-r::v:?. е-пспгзлыясс конструкций от коррозия: Тез. л. зонального семинара.- Пенза, IS9I. - С.51-52.

2. Иващенко Ю.Г., Александров В.Б., Воронков Л.Ю. ЫодифЕ цировашше фурановые связующие //Экологические аспекты технс логии производства строительных материалов: Тез.докл.научнс практ.конф. ~ Пенза, 1992. - С.46.

3. Иващенко Ю.Г., Александров В.Б., Воронков Л.Ю., Шо-пшн Е.А. Вторичные ресурсы в производстве полимерных компози тов //экология и ресурсосбережение: Тез.докл.межреспублнканс кой научно-техн.конф. - Могилев, 1993. - С.63.

4. Иващенко Ю.Г., Александров В.Б., Воронков Л.Ю. Электр физическое проявление отруктурообразования полимерных композ ционных материалов // Композиционные строительные мате риалы (структура, свойства, технология): Межвузовский научн. сб. - Саратов: Изд-во Саратов.гоо.техн.ун-та, 1993. - С.13-1

5. А.с. Л 1708922 СССР МКИ С 23 С 22/13. Состав для нане сения твердосмазочного антифрикционного покрытия /А.Г.Вадива сов, В.П.Глазков, Л.Ю.Воронков, А.В.Зацаршшн, Ю.Б.Штефанов. СССР.

ВОРШКОВ Жеонид Юрьевич

САШ0ЕГАНИЗА1Щ СТРУКТУШ ФУРАНОШХ ПОИШЕШЫХ КОМПОЗИЦИЙ

Автореферат

Ответственный за выпуск к.т.н. Г.Ф.Повитков Корректор Л.А.Скворцова

Подиисано и нг.агь 22.02.94.

Бум оберт. Усл. — печ л. 1,16

Тираж 100 Закал 32

1.а{М1оискнй нн'ударсюснний и-хннчеемш университет 410016 I. Саратов, ул. Полик'хпичсскаи, 77 Гйгаирищ СГТУ. 4НК)|в г. Саратов. >л. Политм ническан, 77

Формат 60X84 Мб.

Уч. — над. л. 1,1 Бесплатна