Введение к работе
Актуальность работы. В условиях роста дефицита сырьевых ресурсов становится все Солее . актуальной проблема создания композиционных материалов на основе промышленных отходов с использованием прогрессивных технологий их переработки. Особое место среди таких материалов занимают древеснополимерные композиты, основными компонентами которых являются смеси термопластов и дисперсные отхода древесины. Практика машиностроения показала возможность получения изделий из них высокопроизводительными методами экструзии, реализуя широкий диапазон эксплуатационных свойств, одновременно эффективно решая проблемы ресурсосбережения и экологии. Вместе с тем, использование древеснополимерных материалов для получения тонкостенных (1-5 мм) изделий сложной конфигурации с высокой размерной точностью, формоустойчивых в широком диапазоне температур, сдерживается нерешенностью материаловедческюс и технологических задач, главными из которых являются: разработка реотермически стабильных составов композитов; исследование усадочных явлений в древеснонаполнешшх композитах на основе смесей термопластов; отсутствие экспериментальных данных о формовании древеснополимерных материалов с покрытиями.
Цель,работы- Разработать на основе смесей термопластов и дисперсной древесины термоформуемые экструзионные композиты, обеспечивающие стабильную размерную точность тонкостенным сложнопрофильным изделиям, в том числе совмести' с покрытиями.
Научная новизна. Изучены особенности реологического поведения древеснополимерных материалов на основе смесей термопластов при их экструзионной переработке в тонкостенные изделия. Показано, что специфика экструзионного формования тонкостенных изделий обусловлена соизмеримостью размеров частиц древесного наполнителя с толщиной формуемого изделия. Определено оптимальное, соотношение между толвдной формуемого тоикостеїшого изделия и максимальным размером частиц наполнителя при степени наполнения смесей термопластов 20-60 . мас.%. Установлена возможность эффективного управления процессами структурообразовашія в таких материалах путем формирования на границе раздела древесина-связующее слоев, образованных по механизму окклюзии. Показано, что формирование таких слоев обеспечивается при воздействии сдвиговых и сжимающих напряжений,.превышающих предел текучести материала в 2-3 раза, вязкости бинарного термопластичного связующего 20-50 МПа^с.
- і -
Предложен, механизм усадки изделий из разработанных древеснополимерных материалов, учитывающий взаимную компенсацию усадки полимерного связующего и вязкоупругой деформации восстановления частиц дисперсной древесина.
Установлены закономерности формирования слоистой структуры тонкостенных изделий, получаемых путем совместного термоформования древеснополимершх композитов и микропористого отделочного материала. Показано, что наиболее эффективны покрытия, параметры деформационных характеристик которых превышают предельные деформации древеснополимерного композита, а показатель воздухопроницаемости составляет более 20-25 см /(см -с).
Новизна работы подтверждена 8 авторскими свидетельствами СССР на изобретения.
Практическая ценность и реализация результатов работы. На основании результатов исследований созданы термоформуемые древеснополимерные материалы и технологический процесс их переработки в тонкостенные изделия. Разработаны и утверждены нормативные документы на листовые древесноаолимерные материалы (ТУ 88 3535276-35-92). Определены области рационального использования тонкостенных изделий из древеснополимерных композиций в машиностроении (автотракторная промышленность). Сформулированы рекомендации по технологии переработки древеснополимерных материалов совместно с покрытиями. Разработаны оптимальные конструкции сложнопрофилышх тонкостенных древеснополимерных изделий, используемых для отделки автомобилей ЗАЗ-ІІ05, КАМАЗ-5320, ОКА-ПП. Созданные материалы и . технологии их переработки прошли опытно-промышленную проверку на Гомельском ПО "Стройматериалы", Камском деревообрабатывающем комбинате, Гомельском заводе "Импульс".
Апробация работы. Основные результаты научных исследований доложены и обсувдеш на следующих научно-технических симпозиумах, конференциях, семинарах и совещаниях: "Древесно-полимерные композиционные материалы и изделия" (Гомель, 1991), "Композит" (Москва, 1990), "Модификация древесины" (Варшава, 1989), "Достижения науки и техники в области ресурсосбережения и экологии" (Гомель, 1990), "Релаксационные явления и свойства полимерных материалов" (Воронеж, 1990), "Формирование поверхности и межфазное взаимодействие в композитах" (Ижевск, 1989), "Реология и оптимизация процессов переработки полимеров" (Ижевск, 1989),
"Модификация древесины" (Минск, 1990), "Полимерные материалы в мгншнос трое нии" (Ижевск, 1990), XVII-XX областных нэучно-тохпическш конференциях "Физшм и механика композиционных материалов на основе полимэров" (Гомель, І988-199І).
Публикации. По результатам выполненных. исследований опубликовано 14 работ, получено 8 авторских свидетельств и положительных решений на изобретения. .
Структура и объем ЕобоШ. Диссертация состоит из введения, пяти глав, виводов, списка литературы и приложсішя, содержит 148 страниц печатного текста, 43 иллюстрации, 25 таблиц и список цитированной литературы, включающий 221 наименование.
