Введение к работе
з
Повышение качества полимерных изоляционных покрытий трубопроводных систем, препятствующих процессам коррозии, является актуальной проблемой. Основной причиной аварий на трубопроводах, зафиксированных в актах технического расследования, являются процессы коррозии, составляющие до 30% от общего числа аварий. Разрушение конструкций из-за коррозионной деструкции под влиянием силовых нагрузок составляет более половины общего числа отказов. Выход из строя трубопроводной системы в процессе эксплуатации может привести к большому материальному ущербу, загрязнению окружающей среды, так как зона распространения разрушения может простираться на расстояния от нескольких сот метров до нескольких километров. Одной из основных задач по повышению надежности и повышению коррозионной стойкости трубопроводных систем является увеличение срока службы изоляционных полимерных покрытий за счет улучшения их физико-химических свойств. Для этих целей, в частности, применяется различные виды улучшения свойств полимерных материалов: химическая, радиационная, плазмохимическая, виброобработка и т.д., которые значительно усложняют технологии производства и оказывают отрицательное техногенное влияние на окружающую среду.
В настоящее время все большее распространение получают методы воздействия на технологические среды, в частности, полимеры, излучением в широком диапазоне частот от ультразвукового 20 кГц до электромагнитного излучения 2,4ГГц. Развиваются такие области исследований, как микроволновая, акустическая химия, химия ударных волн. В последние годы опубликовано большое количество статей об успешном применении сверхвысокочастотного электромагнитного излучения для модификации физико-механических свойств полимерных материалов. Одним из наиболее
4 актуальных путей решения проблемы увеличения срока службы изоляционных покрытий может быть переход на новые технологии, использующие физические явления, в частности, СВЧ электромагнитные поля.
Целью работы является определение технологических параметров и разработка конструкций аппаратов для модификации физико-механических свойств полимерных изоляционных материалов в электромагнитном поле сверхвысокочастотного диапазона.
Для решения поставленной задачи необходимо:
- провести исследования взаимодействия электромагнитного излучения
сверхвысокочастотного диапазона с полимерами;
определить изменения физико-механических свойств полимерного материала в зависимости от величины излученной энергии электромагнитного поля;
разработать конструкции и метод расчета электродинамических установок для модификации полимерных материалов в электромагнитном поле сверхвысокочастотного диапазона, связывающий конструктивные особенности и параметры электромагнитного излучения с электрофизическими свойствами полимеров.
1 Экспериментальными исследованиями взаимодействия
электромагнитного излучения с полимерами установлено, что наибольшей
степенью изменения свойств под действием СВЧ-излучения обладают
полимеры с высокой степенью поляризуемости, характеризуемой глубиной
проникновения, сравнимой с длиной волны излучения, в частности,
поливинилхлорид.
2 Установлено, что изменение механической прочности и
водопоглощения определяются дозой облучения (кДж/кг), для
поливинилхлорида она составляет 200-250 кДж/кг, при которой прочность
возрастает до двух раз, а водопоглощение снижается в три раза.
3 Показано, что при таких дозах облучения удельное сопротивление
максимально, что подтверждает уменьшение радикалов в структуре полимера.
4 Разработан метод расчета электродинамических установок для
модификации полимеров в сверхвысокочастотном поле, связывающий
конструктивные особенности и технологические параметры с глубиной
проникновения электромагнитного излучения в полимер.
Практическая ценность заключается в том, что СВЧ-технология рекомендована к промышленному внедрению в производство липкой поливинилхлоридной пленки цеха №8 ОАО «Каустик» (г.Стерлитамак).
Материалы диссертационной работы используются при проведении практических и лабораторных занятий по дисциплине «Оборудование заводов по переработке пластмасс» для студентов специальности 24.08.01 - «Машины и аппараты химических производств» по направлению 654000 «Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии и биотехнологии»
Полученные результаты позволили создать способ производства полимерной пленки (патент РФ №2461586) и сверхвысокочастотную электромагнитную установку для модификации полимерных пленок (патент РФ №118818).
Основные положения диссертационной работы докладывались на
Международной конференции «Синтез, исследование свойств, модификация и
переработка высокомолекулярных соединений» (Казань, 2009);
Международной крымской конференции «СВЧ-техника и
телекоммуникационные технологии» (Севастополь, 2010); Всероссийской научно-технической конференции «Нефть и газ Западной Сибири» (Тюмень, 2009); Всероссийской конференции с элементами научной школы «Проведение научных исследований в области синтеза, свойств и переработки высокомолекулярных соединений, а также воздействия физических полей на протекание химических реакций» (Казань, 2010 г.)
Основное содержание диссертации отражено в 12 публикациях, в том числе 5 работ опубликованы в ведущих изданиях, рекомендованных ВАК Минобразования и науки РФ, 3 патента РФ.
ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ
