Введение к работе
Актуальность проблемы. В современном мире приобретает большое значение разработка новых ресурсосберегающих технологий полимерных композиционныхматериалов (ПКМ).
Работы в области таких ПКМ развиваются в двух направлениях.
Первое - достижение рекордных характеристик (максимальной удельной прочности, жёсткости, хемо- и термостойкости и др.). Развитие этого направления требуется, главным образом, для специальных отраслей промышленности (космос, самолёте-, ракетостроение и др.), а также в строительстве, машиностроении, химической промышленности и др.
Второе - резкое снижение стоимости за счёт применения недифицит-ного сырья, имеющего крупнотоннажную базу, и высокопроизводительных технологий их получения и переработки. Это направление необходимо для широкого внедрения ПКМ в народное хозяйство.
Развитие современной науки и техники позволяет получить новые материалы, которые способны работать при воздействии повышенных температур, давления и агрессивных химических сред.
К таким материалам относятся угле - (УП), базальто - (БП) и стеклопластики (СП). Среди таких композиционных материалов наиболее перспективными по своим физико-химическим и механическим свойствам, сырьевой базе и переработке являются БП.
Сырьём для базальтовых нитей (волокон) служат габбро-базальтсвые породы вулканического происхождения, запасы которых в нашей стране неограниченны.
Базальтовые нити (БН) являются высокопрочными, экологически чистыми и пожаробезопасными. Использование их для армирования ПКМ решает актуальные задачи обеспечения многих отраслей промышленности новыми ПКМ.
Целью настоящей работы являлись исследования и разработка ресурсосберегающей интеркаляционной технологии базальто - и стеклопластиков на основе фенолформальдегицной матрицы с модификацией как наполнителя, так и связующего.
Для достижения поставленной цели в задачи исследования входило:
изучение особенностей адсорбции исходного мономера поверхностью базальтовых и стеклянных нитей;
установление закономерностей формирования структуры БП и СП по интеркаляционной технологии (ИТ);
сравнительная оценка взаимосвязи структуры и свойств ПКМ на основе базальтовой и стеклянной нити, полученных по интеркаляционной и традиционной технологиям;
изучение влияния различных способов модификации на свойства базальтопластика;
РОС НАЦИОНАЛЕН.S,,,
БИБЛИОТЕКА і 3
сравнение характеристик разработанных П КМ с аналогами.
Научная новизна работы заключается в том, что впервые:
доказана эффективность интеркаляционной технологии ПКМ на основе базальтовой и стеклянной нити и фенолформальдегидного связующего; определены технологические параметры синтеза фенолформальдегидного олигомера в структуре и на поверхности базальтовой и стеклянной нити; отмечено каталитическое влияние базальтовой волокнистой системы на процессы синтеза и отверждения фенолформальдегидного связующего;
взаимодополняющими методами исследования (ИКС, РЭМ, ТГА, РСА и др.) установлено, что в присутствии базальтовой нити формируется более совершенная и сшитая структура БП, обеспечивающая высокие прочностные и физико-химические характеристики материала в сравнении со стеклопластиком;
установлено, что модификация смеси мономеров малыми добавками олигооксипропиленгликоля, капролактама и поливинилбутираля усиливает процесс интеркаляции и структурообразования по сравнению с не-модифицированным базальтопластиком, что повышает его механические характеристики;
показана эффективность гибридизации волокнистой системы в базальтопластиках для формования изделий сложной конфигурации.
Практическая значимость работы состоит в получении по интеркаляционной технологии новых базальто- и стеклопластиков с повышенными механическими и физико-химическими характеристиками, водо-, тер-мо-, хемостоиких, негорючих и нетоксичных, которые рекомендуются для изготовления деталей и механизмов различных конструкций, работающих в экстремальных условиях и обеспечивающих их долговечность и надёжность при внешних воздействиях.
На защиту выносятся:
результаты изучения физико-химического взаимодействия с фенолфор-мальдегидной матрицей различных по химической природе нитей - БН иСН;
преимущества интеркаляционной технологии по сравнению с традиционной технологией, обеспечивающей значительное повышение механических и физико-химических свойств полученных БП и СП;
эффективность модификации мономерной смеси различными активными малыми добавками и гибридизации армирующей волокнистой системы.
Апробация работы. Результаты работы доложены на Международных и Всероссийских научно-технических конференциях: "Синтез, исследование свойств, модификация и переработка высокомолекулярных соединений" (Казань, 2001); "Композит-2001. Перспективные полимерные композиционные материалы. Альтернативные технологии. Переработка. Применение. Экология" (Саратов, 2.001); "Актуальные проблемы современного 4
строительства" (Пенза, 2001); "Стеклопрогресс-ХХІ (Саратов, 2002); "Полимерные материалы пониженной горючести" (Волгоград, 2003); " Композит-2001. Перспективные полимерные композиционные материалы. Альтернативные технологии. Переработка. Применение. Экология" (Саратов, 2004).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, в том числе 5 статей в центральных изданиях.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, методической части и трёх глав с результатами эксперимента, общих выводов и списка использованной литературы.
Автор выражает благодарность и признательность О.Г.Васильевой и Ю.А.Кадыковойзаучастие и помощь врешении научных и технических проблемпривыполненииработы,
