Введение к работе
Актуальность проблемы. Разработка экономических, высокоэффективных способов получения полимерных композиций методом полимеризационно-го наполнения на основе легкодоступных наполнителей является в настоящее время важнейшей народнохозяйственной задачей. Работа выполнялась по координационному плану АН УССР "Полимерные композиционные материалы" 2.8.2.3, номер государственной регистрации 01,86.0128. .Традиционный метод - смешение расплава полимера с наполнителями заменяется более прогрессивным - полимеризационным наполнением. Наполнители зола и шлаки-отходы энергетических и металлургических предприятий -. оказывают сильное влияние на кинетику и механизм реакции,;а также на физико-механические свойства полученных на их основе композиций. Кроме того, введение наполнителей позволяет существенно снизить стоимость композиций, а также одновременно решать экологические проблемы-, связанные с утилизацией отходов (золы и шлаков). Исследование каталитической активности наполнителей при полимеризации мономеров позволяет выработать практические рекомендации для их использования в производстве композиционных материалов.
Цель работы. Целью настоящей работы является исследование закономерностей процесса полимеризации акриловых мономеров в присутствии -наполнителей (золы и.шлаков) и выяснение их роли в этом процессе.
Научная новизна. Впервые установлено, что зола и шлаки, как отходы энергетических и металлургических предприятий, являются катализаторами разложения пероксидов и диазосоединений. Исследованы физико-механические свойства золы и шлаков, их структура и химический состав. Определены основные кинетические' параметры, скорость полимеризации, порядок реакции по инициатору и мономеру и .энергия активации для АН, МА, ММА. Методами квантовой механики обосновано каталитическое действие ионов железа II, входящего в состав наполнителей. На процессе восстановления пероксодисульфата показано, что гетеролиз проходит по внутри-сферному механизму путем переноса электрона от иона / на -О-О-^связь пероксида в комплексе Ре * ...S0u~ , Установлена корреляция между величиной сорбции МА и АН на поверхности частиц медного шлака и 'скоростью их мономер-полимерного превращения. Обнаружен концентрационный оптимум (степень наполнения 30-35 %), отвечающий наиболее высоким физико-механическим показателям композиций.
Практическая ценность. Полученные данные о каталитической- активности исследованных наполнителей позволяют рекомендовать золу и шлаки в качестве ускорителей процессов полимеризации акриловых мономеров, а также синтезировать на их основе композиты с высокими физико-механическими показателями.
r- Z -
Апробация работы и публикации. Основные результаты работы доклады^ вались и обсуждались: на 11-ом Всесоюзном совещании по электрохимии и органических соединений, Москва, Львов, 1986; научно-технической конференции по механо-хшии межфазных явлений в композиционных материалах, Львов, 1987; 6-ой республиканской конференции "радикальная полимеризация", Горький, 1989; XII всесоюзном совещании по электрохимии органических соединений, Караганда, 1990.
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 5 статей, тезисы 6 докладов на конференциях, 3 авторских свидетельства.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 164 страницах машинописного текста, содержит 36 рисунков, 19 таблиц, список литературы; включающий 184 наименования.