Содержание к диссертации
Введение
1. Литературный обзор 8
1.1. Современные полимерные рулонные кровельные и гидроизоляционные материалы 10
1.2. Эластомеры применяемые при производстве рулонных кровельных и гидроизоляционных материалов 17
1.2.1. Полихлоропрен 17
1.2.2 Этилепропиленовые и этиленпропилендиеновые каучуки 19
1.2.3. Бутилкаучук 23
1.3. Бутилрегенерат: особенности получения и свойств 27
1.3.1. Получение БР методом пластификации, свойства и особенности применения 30
1.3.2. Получение БР радиационным методом, свойства и особенности применения 35
1.4. Влияние пластиков на физико-механические и технологические свойства резин и резиновых смесей; их структура и свойства 39
1.4.1. Особенности структуры и свойств смесей полимеров 39
1.4.2. Системы термопласт-эластомер: особенности создания и свойств композиций, их классификация 48
2. Объекты и методы исследования 62
2.1. Объекты исследования 62
2.2. Методы исследования 67
3. Экспериментальная часть 71
3.1. Влияние различных марок ПЭ на свойства сырых резиновых смесей на основе БК и СКЭПТ 71
3.1.1. Влияние полиэтилена на свойства сырых смесей на основе бутилкаучука 71
3.1.2. Влияние полиэтилена на свойства сырых смесей на основе каучука СКЭПТ-50 81
3.2. Исследование влияния полиэтилена высокого и низкого давления на термомеханические свойства сырых резиновых смесей 92
3.3. Влияние метода получения бутилрегенерата на его свойства и на свойства сырых резиновых смесей на его основе 108
3.3.1 Влияние на свойства резиновых смесей соотношения СКЭПТ и БР, полученного различными методами, в присутствии постоянного количества ПЭВД-30 масс.ч 111
3.3.2. Влияние на свойства резиновых смесей соотношения БК и БР, полученного различными методами, в присутствии постоянного количества ПЭВД-30 масс.ч 116
3.3.3. Влияние на свойства резиновых смесей соотношения БК и БР, полученного различными методами, в присутствии постоянного количества ПЭНД 276-73 - 30 масс.ч 120
3.4. Опробование разработанной рецептуры в производственных условиях . 127
4. Основные результаты работы 129
Выводы 141
Список литературы 143
Приложения 153
- Эластомеры применяемые при производстве рулонных кровельных и гидроизоляционных материалов
- Влияние пластиков на физико-механические и технологические свойства резин и резиновых смесей; их структура и свойства
- Исследование влияния полиэтилена высокого и низкого давления на термомеханические свойства сырых резиновых смесей
- Опробование разработанной рецептуры в производственных условиях
Введение к работе
В настоящее время в России осуществляется широкомасштабное строительство промышленных и жилых зданий, мостов, туннелей, дорог, магистральных трубопроводов, гидротехнических и других сооружений. Для обеспечения всех этих видов деятельности необходимо большое количество различных строительных материалов, причем требования к ним непрерывно повышаются. Эластомерные рулонные кровельные и гидроизоляционные материалы находятся в ряду постоянного спроса. Поэтому, постановка настоящего исследования, направленного на создание эластомерных не вулканизованных и неармированных рулонных кровельных и гидроизоляционных материалов на существующем оборудовании резиновой промышленности и удовлетворяющих требования потребителей, является вполне актуальной.
Невулканизованные рулонные кровельные материалы представляют собой самостоятельный класс востребованных изделий, отличающихся тем, что их эксплуатация на объектах осуществляется в невулканизованном состоянии. К преимуществам производства невулканизованных материалов относится следующее: отказ от процесса вулканизации, повышение экологической безопасности производства за счет уменьшения вредных выбросов в атмосферу, высокий уровень адгезии полученных материалов, возможность эффективно использовать метод сплошного приклеивания при монтаже и ремонте кровли. В настоящее время при изготовлении невулканизованных кровельных материалов для повышения их прочности применяется армирование. Невулканизованные армированные материалы являются оптимальными при устройстве кровель, подвергающихся высоким ветровым нагрузкам или имеющим сложный рельеф. Несмотря на некоторые указанные преимущества при производстве и применении невулканизованных армированных эластомерных кровельных и гидроизоляционных материалов, они обладают и недостатками. Практика показала, что одной из основных причин брака армированных материалов являются дефекты, возникающие при дублировании армирующей основы с резиновой смесью (разрывы, отслоения основы, неровное дублирование). Поэтому отказ от армирования позволит снизить стоимость готового материала не только за счет армирующей основы, но также благодаря уменьшению количества брака и сокращению одной стадии технологического процесса.
Таким образом, первоочередной задачей является создание универсальной рецептуры для изготовления эластомерных рулонных кровельных и гидроизоляционных материалов не требующих вулканизации и армирования, обладающих высокими техническими и эксплуатационными характеристиками, в том числе очень важной для группы невулканизованных материалов характеристикой — стойкостью к статическому продавливанию. Такие материалы необходимы и пригодны для ремонта практически любой кровли без снятия старого покрытия, для устройства нового кровельного покрытия на кровлях с любым, в том числе сложным рельефом, повышенными ветровыми нагрузками и большими углами уклона; монтаж этих покрытий можно осуществлять методом сплошного приклеивания при помощи доступных клеящих мастик.
Создание невулканизованного и неармированного кровельного и гидроизоляционного материала с учетом предъявляемых требований на основании имеющихся резиновых смесей невозможно в силу их низкой когезионной прочности и отсутствия стойкости к статическому продавливанию. Применение термопластичных полимеров совместно с каучуками для повышения прочности композиции является известным способом. Так, например, существуют материалы, обладающие высокой прочностью и сопротивлением продавливанию на основе пластиков, содержащих в своем составе до 25% эластомера. Однако, они непригодны для монтажа методом сплошного приклеивания, потому что матрицей в этих системах является пластик, контактирующий с субстратом. Известен способ повышения когезионной прочности сырых резиновых смесей, путем введения в них полиэтилена. Однако введение полиэтилена (далее ПЭ) в количестве до ЗО масс.ч. на 100 масс.ч. каучука в высоконаполненные резиновые смеси и его влияние на свойства таких смесей в эластомерных покрытиях, изучено недостаточно. Влияние бутилрегенерата (далее БР) на свойства сырых резиновых смесей, содержащих в своем составе ПЭ, так же изучено мало. Поэтому разработка резиновых смесей на базе СКЭПТ-50 и БК-1675н, применяемых в производстве кровельных и гидроизоляционных материалов, содержащих в своем составе ПЭ и БР, а также научно-технических представлений о роли и влиянии этих продуктов на структуру и свойства эластомерных композиций, является своевременной и необходимой задачей.
Эластомеры применяемые при производстве рулонных кровельных и гидроизоляционных материалов
Полихлоропренами называют каучуки, получаемые на основе хлоропрена в качестве исходного мономера. Этот полимер можно отнести, как к каучукам общего, так и специального назначения. Он обладает высокой прочностью вулканизатов на основе ненаполненных смесей в сочетание с хорошей эластичностью, высоким сопротивлением истиранию и раздиру, а также хорошими технологическими свойствами. Эти свойства сочетаются в хлоропреновом каучуке с хорошей маслостойкостью, высокой озоностойкостью, газонепронецаемостью.
Ассортимент, выпускаемых полихлоропренов, очень широк. Выпускаются каучуки, отличающиеся друг от друга стабильностью при хранении, способностью к кристаллизации, возможностью создания цветных резин, вязкостью, технологическими свойствами и др., что обусловлено условиями полимеризации, природой и содержанием регуляторов и стабилизаторов, природой и содержанием сомономеров и др.
Способность к кристаллизации играет чрезвычайно большую роль в поведении каучука при хранении и переработке, а также для придания смесям на основе полихлоропрена некоторых свойств, таких как высокая когезионная прочность.
Хорошо известно повышенное сопротивление изделий из полихлоропрена по сравнению с каучуками общего назначения атмосферным воздействиям. Однако, при испытании на открытом воздухе резины из полихлоропрена по сохранению прочности и относительного удлинения заметно уступают резинам на основе бутилкаучука. Применение полихлоропрена в кровельных и гидроизоляционных материалах ограничивается так же значительно большей степенью его водопоглощения чем у резин и резиновых смесей на основе бутилкаучука и этиленпропиленовых каучуков. Однако, резины и резиновые смеси на основе полихлоропренов обладают и рядом преимуществ по сравнению с резинами и резиновыми смесями на основе БК и СКЭПТ. К таким преимуществам относятся высокие адгезионные характеристики, высокая огнестойкость, высокая когезионная прочность сырых резиновых смесей. Повышать атмосферостойкость и водостойкость систем на основе полихлоропренов возможно подбором наполнителей, вулканизующей группы, мягчителей и других ингредиентов резиновых смесей.
Для достижения максимального сопротивления вулканизатов на основе полихлоропрена атмосферным воздействиям рекомендуется придерживаться следующих принципов составления смесей: для обеспечения оптимальной устойчивости к атмосферным воздействиям необходимо содержание полихлоропрена не менее 50% об.; установлено [8], что технический углерод, особенно канальный, обеспечивают наибольшую устойчивость к атмосферным влияниям. Из числа минеральных наполнителей, лучшими являются каолины, особенно их твердые разновидности. Применение других минеральных наполнителей, в частности мела, карбоната магния, барита и силиката кальция, следует избегать, т.к. они существенно ухудшают атмосферостойкость полихлоропрена. Комбинирование каолина с небольшим количеством ТУ обеспечивает получение резин, по устойчивости приближающихся к резинам, содержащим только ТУ [9]. антиоксиданты улучшают общее поведение при старении, однако, они не оказывают большого влияния на стойкость к атмосферным условиям.
Антиозонанты значительно повышают атмосферостойкость. найдено [8], что воски оказывают лишь незначительное благоприятное влияние, и поэтому их применение не рекомендуется; мягчители, не выцветающие на поверхность, не улучшают атмосферостойкость вулканизатов полихлоропрена.
На поглощение воды вулканизатами полихлоропренов так же заметно влияет рецептура смеси. Для составления рецептур с низким водопоглощением необходимо полностью исключить применение серы или серосодержащих соединений. Выбор наполнителей должен производиться с большой тщательностью, так как они оказывают сильное влияние на поглощение воды. Силикат кальция обладает исключительными свойствами. Из числа других минеральных наполнителей сульфат бария оказался наилучшим, мел - наихудшим; каолины занимают промежуточное положение. Введение ТУ всех типов приводит к получению смесей, набухающих в воде меньше, чем ненаполненная смесь.
Прибавление мягчителей, которые эмульгируются или экстрагируются водой, должно быть ограничено минимальными количествами, необходимыми для обработки.
Однако, использование полихлоропренов для производства рулонных кровельных и гидроизоляционных материалов не целесообразно в силу гораздо более низкой их атмосферостойкости (в особенности стойкости к окислению кислородом и к озонному старению) по сравнению с БК и СКЭПТ, высокой стоимостью полихлоропренов, а так же отсутствием отечественных производителей данного вида полимеров.
Этиленпропиленовые каучуки - сополимеры этилена и пропилена получаются растворной полимеризацией в присутствие комплексных катализаторов, состоящих из алкилпроизводных алюминия и галогенпроизводных ванадия (А1(С2Н5)СІ2; А1(С2Н5)2С1; А12(С2Н5)зС VOCL;VCL4) [10]. Причем состав и структура СКЭПТ во многом определяется строением каталитического комплекса.
Для получения сополимеров этилена и пропилена, способных вулканизоваться серой, их сополимеризуют с третьим - диеновым мономером. В качестве третьих мономеров используют несопряженные линейные и циклические диены, из которых наибольшее применение нашли дициклопентадиен и этилиденнорборнен.
В процессе полимеризации несопряженные диены, как правило расходуют одну двойную связь, при этом образуются полимеры с полностью насыщенной основной цепью и непредельностью в боковых цепях. Это обуславливает стойкость этиленпропилендиеновых каучуков к старению.
Наибольшую скорость вулканизации и получение вулканизатов с наилучшим комплексом свойств обеспечивает применение в качестве третьего мономера этилиденнорборнена, стоимость которого, однако, довольно высока, что отражается на экономических показателях каучука. Более дешев, и потому также применяется, дициклопентадиен. Однако, СКЭПТы с ним характеризуются медленной серной вулканизацией.
Считается, что соотношение содержания этилена и пропилена, оказывает сильное влияние на свойства резиновых смесей и вулканизатов на основе этиленпропилендиенового каучука. Причем, увеличение соотношения-этилен/пропилен технологические свойства ухудшаются, а физико-механические улучшаются.
Наиболее оптимальное соотношение содержания этилена и пропилена в сополимере 60/40. При содержании этилена более 60% в СКЭПТ образуются длинные метиленовые последовательности, длинна которых может быть достаточной для образования ассоциатов этиленовых звеньев микрокристалитов (показано методом ДСК [11]). Так повышение содержания этилена более 60% (мол.) приводит к потере растворимости этиленпропиленовых каучуков в тетрагидрофуране (ТГФ) при комнатной температуре. При увеличении температуры до 70С гель растворяется. Все это свидетельствует о наличии прочной флуктуационной сетки, вызванной повышенной микроблочностью.
Влияние пластиков на физико-механические и технологические свойства резин и резиновых смесей; их структура и свойства
Известно, что одной из характерных особенностей смесей полимеров является их отчетливо выраженная микронеоднородность. В большинстве смесей один из компонентов является дисперсионной средой, а второй —дисперсионной фазой. Можно было ожидать, что микронеоднородность смесей полимеров, вследствие их несовместимости, должна приводить к ухудшению прочностных свойств. Однако, как мы уже отмечали ранее, микронеоднородная структура смесей полимеров не является принципиальным недостатком [62, 80, 83].
В работе [60] установлено, что при получении смесей полимеров их молекулярное совмещение не является условием обеспечения наилучших механических свойств. Хорошее совмещение полимеров может иногда привести к ухудшению свойств. Так, автор [80] наблюдал, что прочность однородных смесей ПВХ и каучука СКН-40, полученных из раствора, оказалась значительно ниже прочности двухфазных смесей этих же полимеров, полученных совместным вальцеванием.
В работах [81,82] показано, что вулканизаты на основе двухфазных смесей несовместимых каучуков (СКД и СКН-18, НК и БСК) обладают более высоким сопротивлением утомлению по сравнению с вулканизатами чистых каучуков. Эффект повышения сопротивления утомлению оказался настолько значительным, что он был назван авторами «эффектом взаимоусиления» в смеси полимеров.
Таким образом, двухфазная структура смеси полимеров не является сама по себе причиной ухудшения прочностных показателей.
На свойства двухфазной дисперсии в полимере оказывает большое влияние как размер микронеоднородной получаемой системы, так и состояние границы раздела между фазами.
В работах Кулезнева В.Н., Воюцкого С.С, и других авторов [56,57,81,83], показано, что на границе раздела двух полимеров возможно явление взаимной диффузии, приводящее к размыванию границы раздела и образованию переходного слоя. Причины самопроизвольной взаимодиффузии на границе раздела термодинамически несовместимых полимеров долгое время оставались неясными. Авторы [56,83,84,85] объясняют это явление взаимной растворимостью сегментов макромолекул соприкасающихся полимеров.
Авторы [86-88] и отдельно от них [89] попытались объяснить явления самопроизвольной диффузии на границе раздела несовместимых полимеров с помощью статистико-термодинамической теории.
Теория Хелфанда, Тагами и Запса [86,87] заключается в следующем: Силы, работающие в точке контакта двух несовместимых полимеров, стремятся разъединить молекулы полимеров А и В, но это разделение должно быть достигнуто таким образом, чтобы не образовался разрыв между этими фазами. Далее, эти силы должны уравновешиваться "энтропийной силой", которая есть тенденция полимера А проникать в фазу полимера В, возникающая из-за наличия многочисленных конфигураций молекулы полимера А.
Для разрешения энергетической конфигурационной проблемы авторы применили теорию среднего поля (поля осредненных величин). Предполагая, что межфазный слой между двумя несовместимыми полимерами образуется в результате взаимодиффузии сегментов этих полимеров и что эти сегменты имеют какое-то среднее окружение, Хелфанд с сотрудниками получил выражения для межфазного натяжения у, характеристического размера межфазного слоя а, которые зависят от параметра взаимодействия % Флори-Хаггинса. Ими были построены профили плотности на границе раздела различных полимерных пар, рассчитанные на основании своей теории, а также рассчитаны для них значения межфазного натяжения и толщины межфазной области.
Хелфанд [88] и Рое [89] независимо предложили решеточные теории межфазного натяжения в несовместимых полимерах. Эти теории основаны на расчетах конфигурационной энтропии в межфазных областях, соответствующей минимуму свободной энергии. Хелфанд и Рое исходили из различных предпосылок и получили различающиеся результаты.
Для полимеров бесконечно большого молекулярного веса Хелфанд предложил уравнения для межфазного натяжения у и характеристической толщины межфазного слоя а, из которых следует, что натяжение у пропорционально % , а толщина а пропорциональна % .
В то же время Рое в предположении бесконечно большой молекулярной массы полимеров получил уравнения, которые предсказывают, что у пропорционально % , а а пропорционально % ,что отличается от результатов, полученных Хелфандом. Определить межфазное натяжение на основании решеточных теорий сложно, поскольку значения параметров решетки неопределенны.
Однако статистико-термодинамические теории следует упомянуть в виду того, что они предсказывают определенную взаимодиффузию сегментов полимеров в межфазном слое вследствие минимизации межфазной энергии. Толщина диффузионного межфазного слоя определяется уравнениями, в которых фигурирует параметр взаимодействия % Флори-Хаггинса [86-89]. С увеличением совместимости полимеров (х уменьшается) степень взаимопроникновения также возрастает (то есть возрастает толщина межфазного слоя). Согласно уравнению Гильдебранда-Скотта значение % пропорционально квадрату разности параметров растворимости. Экспериментально установлено, что адгезионная прочность между полимерами уменьшается с увеличением различия в параметрах растворимости двух фаз.
Исследование влияния полиэтилена высокого и низкого давления на термомеханические свойства сырых резиновых смесей
Термомеханические свойства смесей исследовались с помощью термомеханического анализа методом пенетрации при постоянном нагружении на приборе УИП-70. Для эксперимента применялся шток диаметром 1,78мм. На протяжении эксперимента обеспечивался равномерный нагрев со скоростью 1,25 С/мин. Температура начала эксперимента составляла -100±2С.
Образцы для испытаний готовили следующим образом: резиновая смесь готовилась в закрытом резиносмесителе типа Брабендер. Время смешения - 14 минут; частота вращения роторов 60 об./мин.; температура выгрузки смеси 140-150С. После смешения в резиносмесителе смесь облистовывалась на вальцах. Температура валков 40-60С. Из полученных таким образом листов вырезались навески, которые отпрессовывали в специальной форме зажатыми в струбцине. Температура прессования составляла 70С, время прессования 15 минут. Образцы охлаждались до комнатной температуры в струбцине.
Исследуемые образцы высотой примерно 2 мм помещались в металлическую чашечку. Груз массой 150 г. прикладывался к пуансону и не снимался в течение всего эксперимента. Деформация при пенетрации высчитывалась как отношение глубины проникновения пуансона в образец к его исходной высоте в процентах. Далее строились зависимости деформации от температуры (термомеханические кривые.).
Так же были дополнительно проведены исследования методом пенетрации при импульсном нагружении.
Испытания проводились на приборе УИП-70, диаметр штока пенетранта составлял 1,78 мм, скорость нагрева составляла 1,25 ОС/мин.. Температура начала эксперимента -100±2С. Образцы резиновых смесей готовились так же как и для метода испытания термомеханических свойств при постоянно действующей нагрузке, описанном выше (резиносмеситель периодического действия, скорости вращения роторов 60 об/мин температура выгрузки смесей 150С). Исследуемые образцы высотой примерно 2 мм помещались в металлическую чашечку, к образцам прикладывалась нагрузка имеющая постоянную составляющую и периодически прикладываемую, а именно, к небольшой постоянно действующей нагрузке Ро=0,2г с интервалом в 2 минуты накладывается дополнительная нагрузка Рн=25г. длительностью 8 секунд.
Образцы готовили прессованием в течении 15минут при температуре 150С в струпцинах, а затем остужали до комнатной температуры под давлением.
Испытания проводились на образцах из девяти резиновых смесей, рецептуры которых приведены в таблице 11.
Термомеханические кривые резиновых смесей, указанных в таблице 11, представлены на рисунках 22 и 26
По полученным данным были определены температуры стеклования смесей, а также температуры начала размягчения, температурный интервал на котором скорость деформации меняется в пределах от Vmax до 0,9Vmax, где Vmax - максимальная скорость деформации, и среднюю скорость деформации на данном температурном интервале. Эти данные представлены в таблице 11.
Температуру начала размягчения определяли следующим образом: проводились две касательные (см. рис.21); касательные проводились к наиболее прямолинейным участкам термомеханической кривой из точки пересечения двух касательных опускался перпендикуляр на ось температур, и определялась температура начала размягчения. Аналогичным образом определялась температура стеклования систем в области более низких температур (мелкий масштаб рисунков не позволяет проиллюстрировать определение температуры стеклования).
Температурные интервалы участка изменения скорости деформации от Vmax до 0,9Vmax - интервалы деформации с условно-постоянной скоростью, и средние скорости деформации на данном интервале - условно-постоянные скорости деформации (так как изменение скорости деформации на данном температурном интервале составляет Vcp ±5%), определялись в несколько этапов следующим образом:
1) На основании экспериментальных данных зависимости деформации от температуры были построены термомеханические кривые, которые, затем были обработаны при помощи программы Table Curve 2D. Для каждой кривой было подобрано уравнение, описывающее зависимость с коэффициентом детерминации не ниже г =0,99.
2) Полученные уравнения зависимостей деформации от температуры были продифференцированы. Построены кривые зависимости первой производной деформации по температуре от температуры. Для каждой кривой было подобрано уравнение, описывающее зависимость с коэффициентом детерминации не ниже г =0,99. Данные зависимости имеют экстремальный характер, с точкой максимума, соответствующей максимальной скорости деформации образцов в процессе эксперимента (рисунок 23)
3) На кривых зависимости скорости деформации (первая производная деформации по температуре) от температуры нами были отмечены участки на которых скорость деформации уменьшалась на 10% от максимального значения (рис.23), температурный интервал данного участка и является температурным интервалом условно-постоянной скорости деформации. Условно-постоянна скорость деформации рассчитывалась как средняя скорость внутри этого интервала. Продолжительность интервала с условно-постоянной скоростью деформации рассчитывались исходя из постоянства скорости нагрева образца и представлялись в минутах.
Данные по математической обработке экспериментальных данных (подобранные уравнения, их характеристики, а также кривые зависимостей) представлены в приложении к диссертации.
Опробование разработанной рецептуры в производственных условиях
На основании проведенных исследований была разработана универсальная рецептура сырой резиновой смеси, рекомендованная для промышленных испытаний. Резиновая смесь предназначена для производства эластомерного невулканизованного и неаримрованного рулонного материала применение которого возможно по многоцелевому назначению, стойкого к статическому продавливанию, обладающего прочностными свойствами, удовлетворяющими требованиям промышленности. Смесь перерабатывается на стандартном оборудовании заводов резиновой промышленности по каландровой технологии, и обладает высокими адгезионными характеристиками.
В производственных условиях на заводе ОАО «РТИ-Каучук», по разработанной в данной работе рецептуре, было выпущено 75 кг. резиновой смеси. Лабораторные образцы полученного эластомерного рулонного кровельного и гидроизоляционного материала, не требующего вулканизации и армирования прошли серию испытаний в ООО «Поликров»
Фактически достигнутые характеристики разработанной в диссертации резиновой смеси для производства эластомерных неармированных и невулканизованных рулонных эластомерных материалов, а также требования к эластомерному армированному невулканизованному рулонному кровельному и гидроизоляционному материалу в соответствии с ГОСТ 30547-97 с изменением №1 от 09.11.2000г. (для сравнения) представлены в таблице 23.
Возможность использования разработанной рецептуры резиновой смеси для создания эластомерного невулканизованного и неармированного гидроизоляционного рулонного материала подтверждается также результатами определения водопоглощения при длительной экспозиции образцов в воде.
Из этого испытания видно, что при экспозиции образцов в воде более 400 суток их водопоглощение находится на уровне менее 2% (согласно ГОСТ 30547-97 п.4.1.19 водопоглощение рулонных материалов должно быть не более 2% по массе при испытании в течение не менее 24 ч); кроме того, значения водопоглощения при экспозиции в течении 403 и 452 суток практически не различаются, что может свидетельствовать о достижении равновесного водопоглощения, выше которого изменения водопоглощения наблюдаться не будет.
Фактически достигнутые показатели подтверждают, что разработанная рецептура резиновой смеси позволяет выпускать из нее эластомерные рулонные невулканизованные и неармированные кровельные и гидроизоляционные материалы, отвечающие требованиям промышленности.
В настоящее время весьма актуальным является вопрос производства и применения рулонных полимерных кровельных и гидроизоляционных материалов, обладающих значительно более высокими техническими и технологическими свойствами, чем традиционно используемые битумные или битумно-полимерные материалы.
Одним из направлений производства эластомерных кровельных и гидроизоляционных материалов является их производство путем армирования сырых резиновых смесей. Армированные невулканизованные Эластомерные рулонные материалы сочетают в себе высокие эксплуатационные характеристики и долговечность с высокими адгезионными характеристиками и возможностью эффективного применения методом сплошного приклеивания — незаменимого для кровель со сложным рельефом и повышенными ветровыми нагрузками. Несмотря на отмеченные преимущества при производстве и применении, армированные эластомерные невулканизованные кровельные и гидроизоляционные материалы обладают и недостатками, основными из которых являются существенные дефекты, возникающие при дублировании армирующей основы с резиновой смесью. По этому отказ от армирования позволил бы удешевить материал, уменьшить количество брака и упростить технологию производства. Настоящая диссертационная работа, с учетом сказанного выше, направлена на создание рецептуры для изготовления эластомерноых рулонных кровельных и гидроизоляционных материалов не требующих вулканизации и армирования, обладающих высокими техническими и эксплуатационными характеристиками, в том числе очень важной для группы невулканизованных материалов характеристикой -стойкостью к статическому продавливанию. Такие материалы необходимы и пригодны для ремонта практически любой кровли без снятия старого покрытия, для устройства нового кровельного покрытия на кровлях с любым, в том числе сложным рельефом, повышенными ветровыми нагрузками и большими углами уклона; монтаж этих покрытий можно осуществлять методом сплошного приклеивания при помощи существующих доступных клеящих мастик.
Создание невулканизованных и неармированных кровельных и гидроизоляционных материалов с учетом предъявляемых к ним требований на основании имеющихся рецептур резиновых смесей, предназначенных для производства армированных кровельных и гидроизоляционных материалов невозможно в силу их низкой когезионной прочности и отсутствия стойкости к статическому продавливанию. По этому необходимо было найти и обосновать новый подход к созданию рецептур для этого класса покрытий. Применение термопластичных полимеров совместно с каучуками для повышения прочности композиции является известным способом. Так, можно привести в качестве примера материалы на основе пластиков, содержащие в своем составе до 25% эластомера, обладающие высокой прочностью и сопротивлением продавливанию, однако, они непригодны для монтажа методом сплошного приклеивания, потому что матрицей в этих системах является пластик, контактирующий с субстратом. Известен способ повышения когезионной прочности сырых резиновых смесей, путем введения в них полиэтилена. Однако, для решения задачи поставленной в данной работе необходимо учитывать следующее:
Для сохранения высокого уровня адгезионных свойств контактировать с адгезивом должна невулканизованная эластомерная матрица, обеспечивая тем самым хорошую адгезию, что должно обеспечить возможность эффективного применения метода сплошного приклеивания кровельного и гидроизоляционного материала при помощи доступных клеящих мастик. 2) Резиновая смесь должна перерабатываться в рулонный кровельный и гидроизоляционный материал на стандартном оборудовании резиновой промышленности по каландровой технологии.
Похожие диссертации на Эластомерные невулканизованные и неармированные рулонные кровельные и гидроизооляционные материалы многоцелевого назначения
