Введение к работе
Актуальность проблемы.
Защита окружающей среды и рациональное использование ресурсов приобретают все возрастающее значение Отходы промышленного и сельскохозяйственного производства представляют одну из серьезных экологических проблем в РФ Вопросы утилизации отходов обмолота зерновых культур таких как, например, гречиха, просо, подсолнечник и т п, зачастую не решаются вообще, либо отходы годами гниют на полях, либо их сжигают и возникает серьезная опасность пожаров
После определенной технологической обработки отходы растение зод-ства могут служить наполнителями термо- и реактопластов, что позволит существенно снизить стоимость композитов, придать им необходимый уровень физико-механических свойств и найти применение экологически чистому сырью
В настоящее время в различных областях промышленности благодаря своим уникальным свойствам нашли широкое применение эпоксидные смолы. Наиболее характерным видом их применения в промышленности является использование в качестве литьевых составов, клеев, заливочных и герметизирующих составов, пропиточных смол и лаков, набивочных и уп-лотнительных масс и тд В качестве заливочных компаундов для нужд электротехники и электроники эпоксиды практически не имеют себе равных вследствие стабильности размеров, легкости получения строго точных размеров, хорошей адгезии к материалам различной природы и способности к «холодному» отверждению при атмосферном давлении
В настоящее время все большее внимание уделяется пожаробезопас-ности конструкций и применяемых материалов В связи с этим, эпоксидные композиции, применяемые в качестве пропиточных и заливочных компаундов, помимо необходимого уровня физико-механических, тетао-физических и электрических свойств, должны обладать пониженной горючестью Поэтому особую значимость и актуальность представляет выбор модификаторов полифункционального действия, а также наполнителей для направленного регулирования свойств эпоксидных материалов, в том числе пониженной горючести
Цель работы: разработка составов, технологии и свойств эпоксидных композиций с использованием различных растительных ртходов с/х производств для композиций с пониженной горючестью
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи
изучение свойств применяемых компонентов,
изучение взаимодействия компонентов в составе композиции,
исследование влияния компонентов на кинетику отверждения эпоксидного олигомера,
определение влияния исследуемых компонентов на реологические
свойства эпоксидного олигомера,
изучение физико-механических свойств разработанных составов Научная новизна работы состоит в следующем
исследованы структура и свойства отходов сельскохозяйственных производств, комплексными исследованиями установлено, что отходы оболочек гречихи и проса представляют собой полисахариды с р-глюкозидной связью Доказаны сохранность химического состава полисахаридов, обработанных температурой 250С в течение 90 мин, и разрушение полисахаридов по глюкозидным связям при обработке температурой 400С в течение 5 мин,
установлено наличие химического взаимодействия между компонентами в наполненных и наполненно-пластифицированных композициях. В ИК-спектрах композитов, содержащих эпоксидный полимер ЭД-20 и фосфорсодержащий диметилакрилат, отмечено уменьшение интенсивности пика валентных колебаний связи -ОС-, принадлежащей фосфорсодержащему диметилакрилату, и интенсивности пика валентных колебаний связи ОН-групп олигомера, а также появление новых пиков группы С-О-С алифатического эфира В ИК-спектрах составов, содержащих ЭД-20 и трихлорэтилфосфат, обнаружено образование полосы поглощения, соответствующей валентным колебаниям группы -Р-О-С, отсутствующей у компонентов. Следовательно, фосфорсодержащий диметилакрилат и трихлорэтилфосфат взаимодействуют с эпоксидным олигомером по гидроксильным группам,
установлено изменение физико-химических процессов при пиролизе и горении композитов, содержащих замедлители горения, что подтверждается повышением, в сравнении с исходной смолой, начальных температур деструкции, увеличением выхода коксового остатка и снижением потерь массы при горении (по «керамической» трубе с 80 до 0-0,6%, при поджигании на воздухе с 78 до 1,6-8,3%), увеличением с 20 до 28% об КИ Доказано, что снижение горючести проявляется в конденсированной фазе,
установлены изменения параметров структурообразования (уменьшение времени гелеобразования и отверждения, температуры отверждения) в присутствии как замедлителей горения, так и наполнителей, и доказана возможность направленного регулирования этих параметров Практическая значимость работы заключается в следующем
разработаны составы эпоксидных компаундов пониженной горючести различного функционального назначения с использованием в качестве наполнителей специально подготовленных отходов оболочек гречихи и проса;
определены параметры отверждения эпоксидного олигомера, изучены физико-химические, физико-механические, электрические свойства,
показатели термостойкости, теплостойкости, горючести разработанных композиций, обеспечивающие их использование в качестве заливочных, пропиточных компаундов На защиту выносятся:
результаты комплексных исследований физико-механических и физи ко-химических свойств исходных компонентов и композиционных ма териалов, полученных на их основе,
установление механизма взаимодействия компонентов в композиции,
эффективность модификации и наполнения эпоксидных композиций Достоверность и обоснованность результатов исследования под
тверждаются комплексом независимых и взаимодополняющих методов исследования- термогравиметрического анализа (ТГА), инфракрасной спектроскопии (ИКС) и стандартных методов испытаний технологических, физико-механических и электрических свойств.
Апробация результатов рабо і ы Результаты работы доложены на Международном симпозиуме Восточно-азиатских стран по полимерным композиционным материалам и передовым технологиям «Композиты XXI века» (Саратов, 20-22 сентября 2005)
Публикации По теме диссертации опубликованы 4 печатные работы, в том числе 2 статьи в центральных изданиях
Структура и объем диссертации Диссертация состоит из введения, трех глав, общих выводов и списка использованной литературы
