Введение к работе
Актуальность темы. Наиболее крупной по объему потребления ПКМ областью в мировой практике следует назвать строительную индустрию Сегодняшнее строительство невозможно представить себе без полимерных материалов Полимеры используются в качестве дорожных покрытий, конструкционных материалов, вант подвесных мостов, покрытий для защиты от коррозии и тд Большинство дорожных сооружений и зданий в передовых странах Западной Европы, Японии, США строятся с использованием полимерной арматуры Применение полимерной арматуры позволяет существенно снижать массу конструкций, повышать коррозионную стойкость, устойчивость к агрессивным средам, расширять архитектурные возможности, сокращать трудовые затраты, превосходя по многим свойствам традиционные материалы
В связи с этим несомненный интерес представляет изучение методов модификации полимерной арматуры Эффективным методом модификации является обработка ультрафиолетовым излучением (УФИ), предложенная для полимерной арматуры на основе эпоксидного связующего ЭД-20 в присутствии полиакрилонитрильной и вискозной технических нитей Актуальным направлением технологии модификации полимерной арматуры является повышение прочностных характеристик, которое может быть достигнуто путем модификации полимерной матрицы или армирующих систем
Цель работы: разработка полимерной арматуры для бетонов с применением в качестве физической модификации ультрафиолетового излучения
Для достижения поставленной цели в задачи исследований входили
изучение влияния ультрафиолетового излучения на кинетику и механизм отверждения эпоксидного связующего ЭД-20 в присутствии химических нитей;
изучение влияния ультрафиолетового излучения на структуру и свойства полимерной арматуры,
разработка технологии полимерной арматуры,
оценка технического уровня разработанного материала (сравнение с известными материалами) и определение области применения
Научная новизна работы заключается в том, что впервые
- показано влияние УФИ на кинетику и механизм отверждения
связующего ЭД-20 в присутствии полиакрилонитрильной и вискозной
технических нитей, установлено, что под действием УФИ увеличивается
скорость реакции отверждения и обеспечивается более высокая степень
превращения, предельная степень превращения достигается в интервале
времени 7-15 мин и составляет 90-99 % при температуре 50С Значения
эффективной константы скорости (кэф) для микропластика с ПАН
понижаются от (1,1 - 7,9)10-1 с-1 до (1,5 - 5,0)10-1 с-1 и для микропластика с
ВН от (6,8 - 13,5)10"' с"1 до (0,79-1,7)10-1^ что говорит о более высокой средней скорости процесса отверждения Определено, что под действием УФИ увеличивается скорость образования линейных продуктов на начальной стадии отверждения, а при глубоком отверждении из линейных блоков формируется сетчатая структура;
- изучено влияние УФИ и наполнителей на структурообразование и
структуру полимерной арматуры Показано, что УФИ приводит к
улучшению физико-механических характеристик образцов микропластиков,
стандартных образцов полимерных композиционных материалов (ПКМ) и
изделий из них Величина разрушающего напряжения при разрыве ар
выше у образцов, подвергшихся УФИ (на 7-25 %), для образцов ПКМ с
ПАН величина разрушающего напряжения при изгибе с„ возрастает на 13 -
48 %, модуль при изгибе Еи - на 8 - 32 %, ударная вязкость ЯуД - на 12 - 45
%, твердость Нв - на 14 - 20 % по сравнению с образцами, не
подвергнутыми УФИ Та же тенденция наблюдается и для образцов ПКМ
с ВН (а„- на 20 - 54 %, Еи- на 14 - 40 %, а^- на 14 - 84 %, Нв- на 19 - 34 %).
Установлено, что все прочностные характеристики без исключения в
изделиях выше, чем в образцах ПКМ (в среднем на 25 %)
Практическая значимость работы заключается в том, что
получена модифицированная УФИ полимерная арматура с улучшенными физико-механическими свойствами на основе связующего ЭД-20 и химических нитей,
доказана эффективность модификации полимерной арматуры на основе связующего ЭД-20 с полиакрилонитрильными и вискозными техническими нитями ультрафиолетовым излучением,
предложена технологическая схема и разработан рациональный технологический режим получения полимерной арматуры,
выявлена возможность применения полимерной арматуры в строительных конструкциях, а именно в перегородках и ограждениях,
дана оценка технического уровня разработанного материала, определены предполагаемые области его применения
Апробация работы. Основные результаты работы обсуждались на V Всероссийской конференции молодых ученых «Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии» (Саратов, 2005), Международном симпозиуме восточно-азиатских стран по полимерным композиционным материалам и передовым технологиям «Композиты XXI века» (Саратов, 2005), Всероссийской студенческой научно-технической конференции «Интенсификация тепломассообменных процессов, промышленная безопасность и экология» (Казань, 2005), XI Российской конференции по теплофизическим свойствам веществ (Санкт-Петербург, 2005).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 научных работ.
Структура и объему работы. Дрссдаэдщ^состоит из введения, литературного обзора, методической части и восьми глав с результатами эксперимента, общих выводов, списка использованной литературы (118 наименования) и двух приложений Работа изложена на 105 страницах, включает 22 таблицы и 17 рисунков.
