Введение к работе
Актуальность проблемы. К одним из крупнотоннажных полимеров, широко используемых в технологии строительных материалов, относится поливинилхлорнд. На основе ПВХ изготавливают различные виды звукотеплоизоляционых и отделочных материалов, погонажных изделий, труб и других материалов строительного назначения.
Несмотря на большой опыт применения в строительстве материалов на основе поливинилхлорида, они еще не всегда отвечают предъявляемым к ним требованиям, в особенности изделия, получаемые экструзией и литьем под давлением.
Вместе с тем в последние годы резко возросли требования строительной индустрии к свойствам и качеству строительных материалов (высокая прочность, твердость, стойкость к циклическим нагрузкам, воздействиям атмосферных осадков и излучению, агрессивным средам, качество поверхности, дизайн, а также постоянно расширяется ассортимент строительных изделий и деталей, требующих повышенных качества и эксплуатационных свойств (стабильность линейных размеров, низкие уровни водопоглощения и усадки и др.). В совокупности эти факторы определяют актуальность настоящей работы.
Работа выполнена в соответствии с перспективной программой Госплана КазССР Р.075.3 "Основные направления научных и практических разработок по комплексному использованию сырьевых ресурсов Казахстана на период 1985-1995 гг и до 2000 г."
Целью работы является разработка,- технологии и исследование свойств полимерных строительных материалов на основе суспензионного поливинилхлорида и механоактивированных наполнителей. В соответствии с целью в работе необходимо было решить следующие задачи:
- модифицировать исходное связующее для повышения физико-
механических и технологических свойств;
разработать способ активации минеральных наполнителей;
разработать способ получения наполнителей микроволокнистой структуры из волластонитосодержащего минерального сырья;
оптимизировать технологические режимы формования изделий на основе ПВХ, содержащих активированные наполнители;
- исследовать физико-механические, технологические и эксплуа
тационные свойства композиционные поливинилхлоридных материалов
строительного назначения;
Научная новизна. Разработан механоктнвационной способ модификации структуры суспензионного поливинилхлорида путем введения термоэластопластов на конечной стадии процесса пластификации при получении полимерных композиций.
Установлено, что при совместном помоле минеральных наполнителей с частью (до 5 %) ПВХ, макромолекулы последнего необратимо адсорбируются на поверхности твердых частиц, что обеспечивает
повышенную адгезию между связующим и активированным наполнителем.
Разработан способ получения наполнителей микроволокнистой структуры из волластонитосодержащего минерального сырья путем его помола в дезинтеграторе с последующим расщеплением волластони-товых зерен на волокна.
Получены полимерные строительные материалы на основе суспензионного поливинилхлорида с высокими физико-механическими показателями, включающими повышенные модуль упругости, ударную вязкость, стойкость к циклическим нагрузкам температуры и механических напряжений.
Практическая ценность работы заключается в разработке технологии полимерных строительных материалов с высокими физико-механическими, технологическими и эксплуатационными свойствами на основе крупнотоннажного суспензионного поливинилхлорида и наполнителей из минерального сырья Казахстанских месторождений, определяющих доступность сырьевых материалов и экономическую целесообразность организации производства.
Разработаны и утверждены технические условия на строительные материалы на основе суспензионного поливинилхлорида, модифицированного термоэластопластамн (ТЭП) кремнийоргаиическими (КО) олигомерами и механоактивированными наполнителями, а также технологический регаамент на их переработку в изделия и детали строительного назначения.
Экономический эффект от применения 1 тонны разработанных материалов по сравнению с аналогичными традиционными материалами составляет' 12450 тенге.
Апробация работы. Основные результаты исследований доложены и обсуждены на:
- Республиканской научно-практической конференции "Примене
ние новых полимерных материалов в строительстве". Караганда, 1991 г;
- международной научной-практической конференции "Научные
основы производства полимерных материалов". Караганда, 1993 г;
научно-техническом семинаре "Проблемы создания композиционных материалов на основе термопластичных полимеров". Караганда, 1995г.
Республиканской научно-практической конференции "Состояние и перспектива производства органических материалов на базе сырьевых ресурсов Центрального Казахстана". Караганда, 1997 г.
Казахстанской национальной геотехнической конференции "Проблемы фундаментостроения и в грунтовых условиях новой столицы. Акмола, 1997 г.
Основные положения диссертации опубликованы в шести статьях.
На защиту выносятся:
- экспериментальное обоснование модификации поливинилхлоридного связующего введением термоэластопластов, обеспечивающее получение полимерных строительных материалов экструзией с качественно новыми физико-механическими, технологическими и эксплуатационными свойствами;
способ активации минеральных наполнителей частью полимерного связующего, обеспечивающий повышение адгезионного взаимодействия полимера с наполнителем в результате которого достигается повышение уровня прочности технологических свойств композиционных материалов;
способ получения наполнителей микроволокнистой структуры из волостонитосодержащего минерального сырья с использованием дезинтегратора, струйной мельницы и электромагинитных сепараторов, которые обеспечивают отделение примесей из волостанитового концентрата по плотности разделение на зерен измельчаемого материала в электормагнитном поле на микроволокна;
- свойства полимерных строительных композиций на основе
модифицированного суспензионного поливинилхлорида с активирован
ными наполнителями.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы, 225 стр., включая 40 рисунков и 33 таблицы.
