Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Литературный обзор 10
1.1. Анализ рынка светопрозрачных, пожаробезопасных строительных конструкций 10
1.2. Горение полимеров. Классификация полимеров по коксообразующей способности. Механизмы коксообразования 32
1.3. Механизмы снижения горючести 39
1.4. Модификация светопрозрачных полимеров для получения пожаро безопасных строительных конструкций 51
Глава 2. Объекты и методы исследования 53
2.1. Объекты исследования 53
2.2. Методы исследования
2.2.1 Методики испытаний по ГОСТ 56
2.2.2. Определение кислородного индекса 56
2.2.3. Метод «Огневой трубы». Определение потерь массы образца при поджигании на воздухе 58
2.2.4. Определение скорости распространения пламени 60
2.2.5. Определение температур синтеза полимера и сополимера 60
2.2.6. Термогравиметрический анализ 61
2.2.7. Метод инфракрасной спектроскопии 63
2.2.8. Огневые испытания стеклянных стеклоблоков 63
2.2.9. Определение содержания гель-фракции в полимеризате 64
2.2.10. Световая оптическая микроскопия 65
2.2.11. Определение параметров пространственной сетки сшитого полимера по степени равновесного набухания 65
Глава 3. Результаты исследований и их обсуждение 68
3.1. Выбор соотношения компонентов в составе гидрогеля и исследование их влияния на процесе полимеризации гидрогелей на их основе 68
3.2. Исследование процесса полимеризации и свойств модифицированных гидрогелей 78
3.3. Выбор модифицирующих добавок и определение их влияния на структуру и свойства гидрогелей 85
3.4. Разработка составов и исследование свойств гидрогелей, не содержащих ПВС 104
Глава 4. Разработка технологии получения гидрогелей и многослойных стекол на их основе 110
Глава 5. Технико-экономическая эффективность разработанных гидрогелей для производства огнестойких светопрозрачных строительных конструкций 120
Выводы по работе 123
Список использованной литературы 124
Приложение 145
- Горение полимеров. Классификация полимеров по коксообразующей способности. Механизмы коксообразования
- Метод «Огневой трубы». Определение потерь массы образца при поджигании на воздухе
- Исследование процесса полимеризации и свойств модифицированных гидрогелей
- Разработка технологии получения гидрогелей и многослойных стекол на их основе
Введение к работе
Выпуск стекла в мире на сегодняшний день составляет многие сотни миллионов квадратных метров в год. Рынок стекла развивается достаточно интенсивно, что влечет за собой разработку новых технологий и постоянное усовершенствование ассортимента продукции [1].
В настоящее время значительно увеличилось число зданий, стены которых целиком выполнены из стекла, металла и пластмассы [2]. Конструкции из стекла очень хорошо отвечают всем современным дизайнерским решениям в архитектуре. Из стекла выполняются свегопрозрачные конструкции в виде окон, витражей, перегородок, дверей, световых фонарей и фасадов. Они придают зданию красивый внешний вид и увеличивают освещенность помещений
С целью улучшения защитных свойств остекления, вместо обычного силикатного стекла используют различные полимерсиликатные композиции: стекло с лавсановой пленкой, триплексы и многослойные стекла, выпускаемые многими отечественными и зарубежными производителями [5]. Нерешенными остаются проблемы обеспечения пожарной безопасности свегопрозрачных строительных конструкций, и наблюдается отставание противопожарных норм от современных архитектурных и конструктивных решений [3,6-12] В связи с этим исследования, направленные на создание пожаробезопасных многослойных стекол, являются актуальными.
Цель и задачи работы. Целью данной работы является разработка технологии модификации полимерных гелевых слоев, обеспечивающих создание многослойных свегопрозрачных противопожарных строительных конструкций различного назначения.
Дм достижения поставленной цели решены следующие задачи: 1. Выбор компонентов составов гидрогелей и их соотношения, обеспечивающих высокую адгезию полимерного геля и карбонизованного слоя к сили-
катному стеклу, монолитность триплекса и огнестойкость многослойного стек-лопакета;
Выбор компонентов составов гидрогелей и их соотношения;
Изучение свойств компонентов и их влияния на полимеризацию акриловой кислоты;
4. Определение технологических параметров сополимеризации компо
нентов гидрогеля и их влияния на структуру и свойства гидрогелей;
Исследование поведения гидрогелей в условиях высокотемпературного пиролиза и воздействия пламени;
Исследование свойств многослойного стекла на основе разработанного гидрогеля;
Разработка технологии получения многослойных стекол.
Научная новизна работы состоит в том, что:
Установлено влияние компонентов состава и параметров синтеза на кинетику полимеризации составов на основе акриловой кислоты: индукционный период, время достижения максимальной скорости, общее время процесса. На основании полученных результатов выбрано оптимальное соотношение компонентов.
Установлена взаимосвязь структурных параметров геля с процессами, происходящими при выдерживании составов до синтеза и параметрами их полимеризации при УФ-воздействии. С увеличением времени хранения составов уменьшается межузловая молекулярная масса (Мс) с 1757309 (заполимеризованные в день приготовления состава) до 11817 (заполимеризованные через 10 дней) и повышается степень сшивания (у) с 5,7 до 846,2 в этих же условиях. Оптимальное время полимеризации под УФ-воздействием с учетом значений Мс и у — 30 минут.
Показано, что в процессе полимеризации гидрогеля, содержащего акриловую кислоту и ПВС, наряду с образованием полиакриловой кислоты, обра-
зуются а-ненасыщенные сложные эфиры акриловой кислоты и поливинилового спирта.
4. Установлена взаимосвязь состава гидрогеля с поведением его при пиролизе и горении. Изменением соотношения компонентов достигается создание структур полимеризата, относящегося к классу трудносгораемых материалов с кислородным индексом 100% об.; не распространяющих пламя по поверхности, со способностью к формированию карбонизованного слоя.
5. Доказано наличие химического взаимодействия модифицирующих до
бавок MgO, MgC03, A1(N03)3*9H20 с акриловой кислотой, и установлено их
влияние на кинетику и параметры полимеризации состава.
6. Показано, что MgO влияет на процессы пиролиза и горения гидрогелей
и обеспечивает повышение класса огнезащиты строительных конструкций на
их основе.
Практическая значимость.
Выбраны модифицирующие добавки, разработаны составы модифицированных акриловых гидрогелей, обеспечивающие создание пожаробезопасного наружного остекления, а также для изготовления перегородок и дверей.
Определены условия хранения и подготовки составов, параметры синтеза.
Проведены испытания стеклоблоков в соответствии с ГОСТами. Разработана технология производства многослойных стекол с применением разработанных составов.
Практические результаты работы внедряются на ЗАО «Ламинированное стекло» и используются в учебном процессе подготовки специалистов по специальности «Технология переработки пластмасс и эластомеров».
На защиту выносятся:
Результаты комплексного исследования по влиянию компонентов состава гидрогеля на параметры и кинетику полимеризации, структуру и свойства полимеризата.
Механизмы взаимодействия компонентов в составе гидрогеля.
Параметры термодеструкции гидрогелей, влияние состава гидрогелей на характер процессов при их пиролизе и горении.
Результаты комплексных исследований свойств разработанных гидрогелей и температурных характеристик многослойных светопрозрачных строительных конструкций на их основе.
Достоверность и обоснованность результатов исследования подтверждаются комплексом независимых и взаимодополняющих методов исследования: термогравиметрического анализа (ТГА), инфракрасной спектроскопии (ИКС), стандартных методов испытаний технологических, теплофизических свойств материалов. Достоверность результатов обеспечивалась достаточной повторяемостью проведения эксперимента и оценивалась с помощью методов математической статистики с привлечением программных средств. Обработка результатов испытаний, расчеты, построение графиков осуществлялись с использованием персонального компьютера и пакетов прикладных программ Microsoft EXEL 2000, GetData Graph Digitizer v. 2.22, CorelDRAW Graphics Suite v.12.
Апробация результатов работы. Результаты работы докладывались на: Всероссийской конференции с международным Интернет-участием «От наноструктур, наноматериалов и нанотехнологий к наноиндустрии» (Ижевск, июнь 2007), Международной конференции «Композит 2007» (Саратов, июль 2007), Международной конференции «Новые перспективные материалы и технологии их получения НПМ-2007», (Волгоград, октябрь 2007), XV Туполевских чтениях: Международной молодежной научной конференции (Казань, ноябрь 2007),
VI Международной научно-технической конференции «Эффективные строительные конструкции: теория и практика» (Пенза, декабрь 2007), IV Санкт-Петербургской конференции молодых ученых с международным участием «Современные проблемы науки о полимерах» (Санкт-Петербург, апрель 2008).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 научных работ, в том числе 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, методической части, экспериментальной части, выводов, списка используемой литературы и приложений.
Горение полимеров. Классификация полимеров по коксообразующей способности. Механизмы коксообразования
Горение полимеров относят к горению твердых газифицирующихся топ-лив, в большинстве случаев, не содержащих окислителя в твердой фазе [40,41].
Однако воспламенение и горение полимеров имеет ряд особенностей [42], которые надо учитывать при применении теорий, разработанных для твердых то-плив. Горение полимеров представляет собой сложную совокупность многостадийных физико-химических превращений, происходящих в конденсированной и газовой фазах, а также на поверхности их раздела. Этот физико-химический процесс включает в себя как химические реакции деструкции, сшивания и карбонизации полимера в конденсированной фазе (а также химические реакции превращения и окисления газовых продуктов), так и физические процессы интенсивных тепло- и массопередачи. Вследствие гетерогенности процесса очень большую роль играют площадь и свойства контактной поверхности горения.
При горении полимерных материалов окислителем служит кислород воздуха, а горючим - водород и углеродсодержащие газообразные продукты деструкции полимера, которые в результате окисления превращаются в воду и углекислый газ или - при неполном окислении - в угарный газ (СО) [43].
На рис. 1. приведена схема горения полимеров [42,43]. Естественно, что в зависимости от структуры полимера, характера его термического разложения, присутствия различных добавок, условий воспламенения и горения будут преобладать те или иные направления процесса из приведенных на схеме. Например, при горении одних полимеров наблюдается интенсивное каплепадение, при горении других преобладает коксообразование; полимерные материалы сильно различаются и по интенсивности саже - и дымообразования.
Общей чертой большинства схем горения является замыкание процесса в цикл с помощью так называемого обратного теплового потока от пламени к материалу, которым связаны два основных химических процесса — термическое разложение полимеров и горение продуктов деструкции.
Считают, что горение обычных полимеров на воздухе протекает в диффузионном режиме [44,45]. Принято считать [46,47], что при горении полимера образуются пять пространственных зон. Первая зона включает в себя слои полимерного материала, прилежащие к поверхностному слою. В ней протекает пиролиз при довольно незначительной доле процессов окисления. Вторая зона - поверхностный слой полимерного материала, который подвергается термоокислительной деструкции. В процессе взаимодействия активных частиц пламени с поверхностью полимерного материала возможна «активация» поверхностных слоев и «коррозия» материала. В третьей зоне (газообразной, предпламенной) низкомолекулярные продукты, образующиеся в первых двух зонах, смешиваются с нагретым воздухом, разлагаясь и окисляясь под действием кислорода или свободных радикалов, диффундирующих из пламени. Четвертая зона (зона пламени) начинается в месте, где имеется достаточная для распространения пламени концентрация продуктов разложения, где выделяется основная часть тепловой энергии и наблюдается максимальная гем-пература и световая эмиссия. тая зона - зона продуктов сгорания и догорания, где завершается ольшинство окислительных реакций, продукты реакции смешиваются с холодным окружающим воздухом, а выделяющаяся тепловая энергия вместе с соответствующей энергией из зоны пламени поступает к еще неповрежденным Участкам полимерного материала за счет конвекции и излучения. Горение полимеров и материалов на их основе можно разделить на четыре или пять временных стадий, относящихся к нагреву, деструкции, воспламенению и горению [48]. На первой стадии происходит взаимодействие источника горения с материалом, выражающееся в большинстве случаев в нагревании материала, степень и скорость которого зависят от теплопроводности материала, скрытой теплоты его плавления или испарения, теплоемкости примесных добавок, всегда присутствующих в полимерных материалах, от характера источника горения. При этом нагревание сопровождается воздействием на материалы светового импульса, активных частиц пламени или ионизированного газа. «Активацию» поверхности материала за счет воздействия теплового, пламенного или электрического источника называют иногда первичными химическими процессами. Если «активация» поверхности сопровождается экзотермическими эффектами, возрастает вероятность самовоспламенения материала, следствие дальнейшего развития первичных термических и химических процессов материал деструктирует (вторая временная стадия).
Стадия воспламенения (третья стадия) характеризуется температурой воспламенения образовавшихся при деструкции соединений, температурой отходящих газов, концентрациями горючих газов и окислителя, необходимые Для воспламенения и горения. При наличии этих условий на границе „редпла-меннои зоны и зоны пламени возникает пламя. Пламя распространяется в определенной области, называемой фронтом пламени или волной горения [49]
Стадия горения (четвертая стадия) может развиваться в том случае, если выделяется избыток тепловой энергии и достаточное количество ее поступает в зону деструкции и предпламенную зону, кроме того, если в зоне горения существует достаточная концентрация горючих веществ и окислителя.
В большинстве случаев при горении полимеров и полимерных материалов горючие продукты деструкции и разложения разбавляются негорючими продуктами, а также частицами, ингибирующими горение. Следует отметить, что если зона догорания достаточно велика, происходит разделение во времени горения в зонах пламени и догорания и, таким образом, появляется пятая стадия — стадия догорания. Вследствие больших тепловых потерь скорость горения становится очень малой и материал начинает остывать раньше, чем превратится в газообразные продукты сгорания. Этому способствует ряд физических и химических процессов, в частности усадка, плавление и коксование, причем первые два явления могут способствовать или препятствовать горению, коксование же обычно приводит к затуханию материала.
Полимерные материалы по поведению при горении подразделяются на два класса: некоксующиеся и коксующиеся [41].
Метод «Огневой трубы». Определение потерь массы образца при поджигании на воздухе
Метод "Огневая труба" является экспресс-методом для определения группы твердых горючих материалов. Установка состоит из камеры горения, держателя образца, газовой горелки диаметром 7 мм, смотрового зеркала диаметром 50 мм, подвижно укрепленного на штативе. Камера горения представляет собой стальную трубу диаметром 50 (±3) мм; длиной 165 (±5) мм; толщиной стенки 0,5 (±0,1) мм, которая вертикально закрепляется на штативе.
Для испытаний изготовляют шесть образцов высотой (35±1)мм, длиной (150±3) мм, шириной (10±1)мм. Подготовленные образцы подвергают кондиционированию. Подготовленный и взвешенный образец подвешивают на крючок держателя образца в вертикальном положении по центру камеры. Нижний конец образца должен выступать из камеры на (5±1)мм. Расстояние между нижним концом образца и верхней „„кромкой горелки должно составлять (5±1)мм. Под образец по его центру устанавливают горелку с высотой пламени (40±5)мм, одновременно включают секундомер и определяют время зажигания, обеспечивающее устойчивое горение образца. После возгорания образца горелку удаляют и фиксируют время самостоятельного горения (тления). Максимальное время зажигания образца пламенем горелки не должно превышать 2 минут. Остывший до комнатной температуры образец вынимают из прибора и взвешивают, определяя потерю массы образца. Аналогичным образом испытывают остальные пять образцов. Потерю массы образца (М) при горении в процентах рассчитывают по Материал относят к горючим при условии: самостоятельное пламенное горение и тление продолжалось более 60 с и потеря массы более чем у одного образца (из шести) превысила 20%; самостоятельное пламенное горение продолжалось менее 60 с, но пламя распространилось по всей поверхности образца при одновременной потере массы более чем у одного образца свыше 90%; самостоятельное пламенное горение композиционных материалов, состоящих из горючих и негорючих компонентов, продолжалось менее 60 с, но пламя распространилось по всей поверхности образца и выгорела вся органическая часть; самостоятельное пламенное горение композиционных материалов, продолжалось более 60 с, а потеря массы составила менее 20%. В таком случае потерю массы относят только к массе органической части материала.
Сущность метода состоит в определении способности материала, ориентированного в горизонтальной плоскости поддерживать горение в различных направлениях. Образец материала размером 2x20x20 мм фиксируется горизонтально на двух штативах. На центр образца воздействуют пламенем пропано-вой горелки (максимальная температура пламени 1150С), отмечая характерные моменты деструкции. Воздействие прекращают сразу после начала самостоятельного горения. Если образец не загорается в течение 2 минут, испытание прекращают. Если образец воспламеняется, воздействие источника пламени прекращают и засекают время самостоятельного горения. Если образец самостоятельно не гаснет, то испытание прекращают при приближении фронта пламени к краю образца ближе, чем на 2 см. После испытания измеряется расстояние распространения фронта пламени в продольном и поперечном направлении и рассчитывается скорость распространения пламени.
В продольном здесь а_ - расстояние распространения фронта пламени в продольном направлении, см; а± -расстояние распространения фронта пламени в поперечном направлении, см; т— время испытания, с.
Методика эксперимента заключается в следующем. Под источник ультрафиолетового света помещаются образцы. С помощью инфракрасного термометра DT880/ DT882 измеряется температура на поверхности образца (Тс), состоящего из двух силикатных стекол с залитым между ними составом, и температура на поверхности такого же образца, но без состава (Т0). Разность АТ=ТС-Т0 соответствует температуре, характеризующей тепловыделения в процессе полимеризации. Интервал времени между измерениями составляет 2 минуты. По полученным данным строится график зависимости температуры полимеризации от времени полимеризации.
Оптический модуль термометра чувствителен к излучаемой, отраженной и передаваемой энергии, падающей на него и фокусируемой на датчик. Модуль электроники преобразует информацию в отображаемою на дисплее в единицах температуры. Модуль лазера используется только для наведения на объект измерения. Размер объекта измерения должен быть больше указанного размера поля зрения прибора. Чем меньше объект, тем ближе должны располагать к нему прибор. Если важна точность измерения, нужно убедиться, что объект вдвое превышает размер поля зрения прибора. Поля зрения термометра - 8:1, это означает что, если термометр находится в 40 см от поверхности объекта измерения, то диаметр объекта должен быть, по крайней мере, 5 см. Для обнаружения зоны нагрева сначала наводят прибор на область находящуюся за пределами интересующей поверхности. Затем, перемещая прибор вверх и вниз, постепенно смещая его в сторону объекта измерения, пока не определят местоположение наиболее горячей зоны. Точность гарантируется при температуре окружающей среды от 18С до 28С и относительной влажности менее 80%. Коэффициент теплового излучения: Прибор настроен на фиксированное значение - 0,95 (стекло 0,90-0,95). Термогравиметрия (ТГ) - это динамический метод непрерывного взвешивания образца в зависимости от температуры при постоянной скорости нагрева. Деривативная термогравиметрия (ДТГ) представляет собой метод, в котором получают первую производную изменения веса по времени как функцию температуры при постоянной скорости нагрева. Термостабильность образцов оценивали по температурному интервалу области интенсивных потерь массы методом ТГА на дериватографе «Паулик-Паулик-Эрдей» фирмы MOM марки Q-15 OOP. Условия эксперимента: навеска-200мг; среда- воздух; интервал нагрева-до 700С; скорость нагрева(Унаг) - 10С/мии; относительная ошибка не превышает 1%; точность определения теплоты плавления ±5%; линейность нагрева ±2%; точность определения температур ±1 С [156]. Энергию активации плавления и термодеструкции материалов определяли по данным ДТА методом Г.О. Пилояна.
Расчеты по кривой ДТА проводят в следующей последовательности: Выбирают участок тепловыделения (теплопоглощения) на кривой ДТА и делят его рядом прямых, перпендикулярных нулевым линиям на равные участки (не менее 8-10). Определяют величину абсолютного отклонения точки пересечения каждой прямой от нулевой линии ДТА - д/, мм и температуру, соответствующую этой точке. Энергию активации рассчитывают из соотношения
Исследование процесса полимеризации и свойств модифицированных гидрогелей
На основании приведенных исследований (разделе 3.1.) содержание воды в исследуемых составах уменьшено с 60 до 30% и исследован температурный режим полимеризации ранее разработанного (содержащего 30% АК) и модифи цированного (содержащего 60% АК) гидрогелей (рис.12). При уменьшении в составе гидрогеля количества растворителя повышается экзотермичность процесса, и максимальная температура возрастает вдвое (рис.12)
Методом ИКС были исследованы составы модифицированного гидрогеля (рис.13). Как видно из спектрограмм, в пезаполимеризованном составе (рис.13, кр.1) присутствуют полосы валентных колебаний групп С=С (1636см"1).
После УФ-облучения состава происходит полимеризация АК с образованием полиакриловой кислоты. На спектре полимеризата (рис.13, кр.2) отсутствуют характерные полосы валентных колебаний связи С=С (1615 см"1), что свидетельствует о практически полном завершении процесса полимеризации АК с раскрытием С=С связей.
Появляется полоса поглощения в области 1453 см-1, отвечающих за деформационные колебания (-СН2-)п, что подтверждает образование макромолекул ПАК [171]. В заполимеризованном составе ОН-группы воды не перекрывают колебания СН связей СН2 группы и уменьшены пики деформационных колебаний всех групп.
Вследствие раскрытия двойных связей при полимеризации прекращается влияние сопряжения связей С=0 и С=С [172], это объясняет смещение полосы валентных колебаний группы С=0 в заполимеризованном образце в область более высоких частот от 1702 до 1714 см"1 (рис.13, кр.1,2), в результате образования а-ненасыщенных сложных эфиров АК и ПВС [171].
При определении параметров подготовки разработанного состава определяли время перемешивания по изменению вязкости вискозиметрическим методом (рис.14). При совмещении компонентов после введения в состав ПВС, вязкость состава значительно увеличивается, и состав становится неоднородным. Гомогенизация состава и приемлемая для определения и заливки в зазор между стеклами шириной 1-1,5 мм вязкость достигается через 120 мин перемешивания. Дальнейшее увеличение времени перемешивания не изменяет вязкости.
Изменение вязкости состава от времени перемешивания Для определения жизнеспособности состава исследовали изменение вязкости состава во время его хранения (рис. 15). Отмечено постоянство вязкости в течение 5 суток. Поэтому, перерабатывать данный состав можно в течение 5 суток со дня его приготовления. Жизнеспособность немодифицированного состава составляет 2-3 дня.
Уменьшение содержания в составе гидрогеля воды может оказать влияние на огнестойкость состава. В связи с этим были определены потери массы образцов при поджигании на воздухе (табл.17). В течение времени стандартного поджигания (120 с по ГОСТ 17088-71) воспламенения образцов не отмечено. Со стороны воздействия пламени горелки на образец происходит интенсивное образование кокса. Гель можно отнести к классу трудносгораемых материалов, так как потери массы происходят за счет потери воды и составляют менее 20 %, табл.17.
При длительном воздействии пламени, под влиянием высоких температур, из образцов исследуемых гелей удаляется вода, и полимерная матрица подвергается деструкции. При воздействии пламени пропановой горелки (температура более 1150С) сверху и снизу (рис. 16) на горизонтально расположенный образец интенсивное удаление воды из образца начинается через 20 с с момента воздействия пламени. По истечении 5 минут начинается деструкция полимера и образование кокса, гель коксуется, кокс сохраняет целостность (не возникает трещин и отверстий).Пламя по поверхности образца не распространяется, так как не происходит возгорания исследуемых образцов. Следовательно, скорость распространения пламени по поверхности равна нулю.
Поведение гелей при воздействии высоких температур исследовали также методом ТГА, (табл. 18). По данным ТГА можно сделать вывод о том, что при увеличении концентрации АК выход коксового остатка в процессе термодеструкции увеличивается примерно на 5%, температура начала дегидратации смещается в область высоких температур.
Строительные конструкции на основе разработанного полимерного гидрогеля испытывали по ГОСТ 30247.0-94. Для испытаний было изготовлено многослойное стекло. С целью определения влияния соотношения компонентов на огнестойкость многослойного стекла был изготовлен стеклоблок одинаковой конструкции (рис.17) с разработанным ранее. Стеклопакет помещался вертикально на отверстие печи, чтобы он закрывал отверстие, образуя четвертую стенку печи. Температура внутри печи в соответствии с ГОСТ поднималась в течение 30 мин вдоль заданного градиента до 821 С (рис.18 кр.1), а максимальная температура испытаний 925С достигалась к 60-й минуте испытания.
Разработка технологии получения гидрогелей и многослойных стекол на их основе
Листы стекла укладывают в специальные пирамиды в вертикальном положении под углом 7-10 к вертикали. Между листами стекла следует выдерживать некоторое расстояние, например, используя мелкодисперсный сферический полимер — луцит. Отдельные упаковки стекла располагают друг относительно друга на расстоянии, обеспечивающем проветривание пространства между ними. При хранении стекла не следует применять влажные и гигроскопичные упаковочные материалы, а в случае появления влаги между стеклами или при мокрой таре стекло следует распаковать и хранить каждый лист отдельно. В случае, если упакованные для хранения или транспортировки листы стекла тесно соприкасаются друг с другом, может возникнуть так называемое "склеивание" стекол.
На каждом производстве должен быть организован входной контроль качества. Листовое стекло проходит входной контроль качества и поступает на раскройку.
Резка стекла в размер производится согласно бланка-заказа. Резка стекла осуществляется на столе резки типа DELTAXY (п. 1 рис.46), (рис.47). Столы с поддувом обеспечивают удобное размещение заготовки на столе, мощные потоки воздуха приподнимают заготовку над столом на 2-3 миллиметра и ее можно перемещать в любом направлении. После нарезки осуществляется контроль геометрических размеров заготовок.
Стекло заданного размера направляется на обработку кромки на двухлен-точном шлифовальном станке GTS 212 (п.2 рис.46), (рис.48). При некачественной резке стекла в раковистом изломе поверхностей отреза наблюдаются остаточные напряжения. Шероховатость поверхностей среза указывает на опасность разрушения стекла при транспортировке, сборке и эксплуатации. В связи с наличием дефектов кромки стекла имеют место различные значения прочности: прочность при поврежденных кромках и прочность, при которой исключается разупрочняющее влияние поврежденного края.
Универсальный станок для обработки кромки удаляет пороки механического происхождения на кромках, повышая прочность листового стекла, а соответственно и стеклопакета.
Процесс подготовки стекла включает его мойку и сушку. Заготовки стекла, с притуплённой кромкой поступают на машину для мойки стекла GLASS WASHER 1600 FULL (п.З. рис.46), (рис.49).
Листовое стекло, как правило, моют щетками в вертикальных моющих машинах водой. В процессе мойки удаляются загрязнения со слабой адгезией к стеклу (пересылочный порошок, пыль); легко растворимые в воде компоненты; растворяются все загрязнения.
Вертикальная моечная машина состоит из входного модуля с неподвижными валиками для подачи стекла, модуля мойки/сушки стекла и выходного модуля, оснащенного подвижными роликами, сделанными из резины стойкой к надрезам для предотвращения пореза оператора машины, а также оснащенного подсветкой для проверки качества мойки стекла. Моющая группа состоит из 6 цилиндрических нейлоновых щеток (две спереди и две сзади). Сзади моющей машины имеются две стальные емкости, каждая с насосом для оборота воды. Модуль полоскания имеет возможность подключения к деминерализатору (используется для удаления солей Са и Mg и очистки воды для моечной машины). Система осушки оснащена двумя фенами с вентиляторами высокого давления (50С). Предусмотрена возможность аварийного отключения, при котором останавливаются все движущиеся части машины.
Поскольку надежное склеивание жидкого полимера со стеклом является одним из важных условий получения качественного стеклопакета, заготовки стекла необходимо тщательно очищать от остатков ткани, отпечатков пальцев и т.п., так как все это может ухудшить адгезию полимера. При очистке стекол следует учитывать, что возникающее статическое электричество способствует оседанию на стекло инородных частиц: пыли, нитей, различных загрязнений из материала, которым чистят стекло. Даже если эти загрязнения незначительны по размерам, они могут привести к снижению герметичности стеклопакета.
После мойки важно контролировать, чтобы перед следующим шагом технологического процесса стекла были абсолютно сухими, обезжиренными, и не содержали на поверхности остатков моющих средств, иных веществ и твердых частичек.
Обработанное стекло укладывают на стол сборки стеклопакета (п.4 рис.46). Для создания межстекольного пространства для заливки композиции (с зазором до 3 мм) стекла соединяются с помощью эластичной герметизирующей прокладки (например, трубка ПВХ длиной, равной периметру заготовок, вводя трубку, устанавливают прозрачные калибры). В углу делается заливное отверстие. Оно же служит одновременно и для выхода воздуха из межстекольного пространства. Оба стекла заклеиваются по периметру. После сборки производится обжим стеклопакета с целью достижения максимальной герметичности и необходимой толщины конструкции. Обжим стеклопакета может осуществляться на линии для сборки стеклопакетов либо на сборочном столе. Слой герметика наносится на торец собранного стеклопакета, оставляя открытой зону подачи смеси.
На заключительном этапе необходимо произвести визуальный контроль качества (внутри стеклопакета не должно быть пыли, первичный слой герметизации должен быть непрерывным, внутри дистанционного контура не должно быть наплывов герметика). После этого стеклопакеты устанавливаются для сушки в специальную пирамиду, конструкция которой должна обеспечивать свободную циркуляцию воздуха.
Сборочные столы, вращающийся стол для герметизации, пирамиды для сушки приведены на рис.50. Готовые стеклопакеты поступают на стол заливки геля.
