Фізико-хімічні перетворення в процесах одержання базальтових наповнювачів і полімерних композиційних матеріалів
Формування високоефективних полімерних покриттів бар’єрного типу, які армовані базальтовим пластівчастим наповнювачем з активними центрами на поверхні. Способи і технологічні режими отримання ефективних полімерних композицій для захисних покриттів.
Рубрика | Химия |
Вид | автореферат |
Язык | украинский |
Дата добавления | 10.09.2014 |
Размер файла | 79,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
де , -константи.
На основі попередніх досліджень встановлено, що найбільш технологічно вигідними номінальними значеннями факторів і інтервалами їх варіювання при дослідженні властивостей VMX композиції є концентрація АБЛ 15, 25 і 35 % дисперсністю 10040 мкм і 375125 мкм. Кодування цих концентрацій і дисперсностей представлені у табл. 3
Таблиця 3. Значення факторів і інтервали їх варіювання при дослідженні властивостей VMX композиції, наповненої АБЛ дисперсністю 10040 мкм і 375125 мкм
Фактори |
Рівні варіювания |
|||
Кодуваня значення |
-1 |
0 |
1 |
|
Концентрація АБЛ (), масс % |
15 |
25 |
35 |
|
Дисперсність АБЛ (), мкм |
60 |
100 |
140 |
|
250 |
375 |
500 |
Використавши матрицю планування, результати експериментів і формулу розрахунку коефіцієнтів, визначили величини коефіцієнтів регресії, необхідних для визначення рівнянь регресії.
Врахувавши всі поправки і виключивши незначні коефіцієнти рівняння регресії для вґязкості можна записати:
,
.
Використання пакету “Maple” дозволило за цими рівняннями побудувати поверхні відгуку (рис.9). Аналогічні вирази отримано для залежності адгезійної міцності і товщини покриття від концентрації та дисперсності АБЛ.
Аналіз рівнянь регресії і поверхонь відгуку залежності вґязкості VMX композиції від концентрацій (х1) і дисперсності (х2) АБЛ наглядно показує, що у випадку використання малодисперсних фракцій наповнювача (60…140 мкм) зміна вґязкості (у1) має лінійний характер. При додаванні у композицію більш грубодисперсних фракцій (250…500 мкм) зміна вґязкості (у2) має виражений нелінійний характер. В обох випадках в області 20 мас % спостерігаємо невеликий мінімум вґязкості (у1, у2) і при подальшому підвищенні концентрації АБЛ темп підвищення вґязкості починає різко наростати.
Захисні покриття у процесі експлуатації зазнають температурного впливу. Введення активованих базальтових частинок у ПКМ підвищує термостійкість і розширює інтервал робочих температур покриття.
Природа поверхні наповнювача (БЛ чи АБЛ) відчутно впливає на теплостійкість. Частинки БЛ викликають зміну температур розм'якшення і склування, утруднюють формування просторової сітки полімеру, зменшують його жорсткість, викликають загальне розрихлення молекулярної структури ПКМ покриття. Частинки АБЛ навіть при малій кількості сприяють підвищенню цих температур і, маючи на своїй поверхні активні функціональні групи, включаються у сітку хімічних зв'язків, що зумовлює підвищення жорсткості топологічної структури, упорядкування міжфазного шару.
Введення АБЛ у полімерну матрицю підвищує антикорозійні властивості ПКМ за рахунок гальмування анодно-катодних процесів, підсилюючи інгібуючу дію полімерного зв'язуючого, ефективність якої збільшується з підвищенням вмісту базальтових пластинчастих частинок.
Швидкість корозії зразків Ст3, які покриті акрилатною композицією, у 3% розчині хлориду натрію (рис.10) мінімальна для покриттів, які наповнені фракцією (100/63-250/160 мкм) і (800/600мкм). Механізм дії наповнювачів також полягає у тому, що фракція АБЛ створює додаткові перешкоди дифузії кисню, води та іонів хлору із розчину до металевої поверхні, а іонів заліза - від металу до електроліту за рахунок того, що пластинки накладаються одна на одну.
Електрохімічним методом показано, що максимальні захисні властивості товстоплівкових покриттів досягаються нанесенням трьох-чотирьох шарів покриттів на поверхню, що захищається.
Встановлено, що серед розроблених складів полімерних матриць, найбільш хімічно стійкою є поліакрилатна композиція. Оцінка хімічної стійкості проводилась за зміною адгезійної міцності зразків після їх витримування у різноманітних агресивних середовищах (рис.11). Показано, що активовані базальтові частини підвищують хімічну стійкість покриття у 2-3 рази, адгезійна міцність до сталі залишається стабільною понад 10 місяців у 2н H2SO4, і понад 3 місяці у 2н НСІ. Взаємодія полімерної матриці з поверхнею базальтових частинок сприяє зниженню набрякання і дифузії корозійно-активних іонів і води через мікротріщини, пори та по межі поділу полімер-частинка до поверхні металу. Підтвердженням цього є результати дослідження водопоглинання. Введення активованих базальтових частинок в акрилатну композицію зменшує водопоглинання у 8-10 разів. Найбільш помітне зниження проникності корозійно-активних іонів через захисні покриття при контакті з агресивними середовищами забезпечується утворенням хімічних зв'язків між полімерною матрицею та поверхнею АБЛ, а також кількістю шарів покриття (конструкцією).
Максимальне підвищення хімічної стійкості і механічної довговічності полімерних покриттів визначається не тільки хімічною природою полімерної матриці, концентрацією, фракційним складом АБЛ, а також і конструкцією захисного покриття.
Таким чином, дослідження теплофізичних, адгезійних і антикорозійних властивостей, хімічної стійкості та проникності дали змогу оптимізувати концентрацію і фракційний склад АБЛ у покриттях, встановити конструкцію захисного шару, що забезпечує максимально високі захисні характеристики покриття. До ПКМ, які експлуатуються як захисні покриття таких метало- конструкцій як бункери, колони абсорберів для очищення відхідних газів ТЕЦ, трубопроводи і пневмотранспорт, ставляться різні вимоги щодо абразиво- і зносостійкості.
Проведено широкий цикл досліджень покриття серії "ВІЕМЕКС" на його гідроабразивне зношування на гідроабразивному стенді і відцентровій установці ЦУК-3 у відповідності з ГОСТ 23.201-78. Встановлено (рис.12), що покриття на акрилатній основі за зносостійкістю не поступається спеціальній гідроабразивостійкій гумі марки ГХ-1627 і є на рівні абразивостійких гум, які фірма "Бишофф" (ФРН) використовує для гумування абсорберів. При визначенні відносної зносостійкості покриттів у залежності від концентрації АБЛ і кута атаки абразиву показано, що зносостійкість покриття залежить від фракційності і концентрації АБЛ, підвищується із збільшенням концентрації до граничного її значення, при якому різко знижується адгезійна міцність як до підкладки, так і до АБЛ.
Можливість використання покриття для захисту колони десульфурації сірчистих газів визначено при випробуванні зразків на протязі 500 годин у середовищі гідросуміші, що містила абразив і 4%-ний розчин H2SO4, при температурі 50°С і витраті гідросуміші 65 м3/год.
Дослідження гідроабразивного зносу покриттів, наповнених базальтовим рубленим волокном або ватою, показали, що такі покриття мають низьку стійкість. Причиною цього є нерівномірний розподіл наповнення в покритті, викликаний геометричною природою такого наповнювача.
Результатом проведених досліджень є розроблена технологія виготовлення композиційних базальтополімерних покриттів на основі акрилатних співполімерів, епоксидних, епоксифуранових і поліефірних матриць. Технологія передбачає змішування компонентів в умовах цеху хімічних підприємств і виготовлення композиції, що містить базальтову луску, у заводських умовах.
Шостий розділ присвячено розробці технології одержання та нанесення базальтонаповнених мономер-олігомер-полімерних композицій і захисних покриттів на їх основі.
Одним із основних компонентів базальтонаповнених композицій є активований базальтовий лускоподібний матеріал. Тому розроблено технологію одержання цього матеріалу з базальту - природного каміння магматичного походження (рис.1), схема нанесення покриття на обєкт що захищається (рис.13). Технологічна схема промислового одержання матеріалу АБЛ складається з двох ступенів: одержання вихідного “сірого” лускоподібного матеріалу і одержання матеріалу АБЛ з основними фізико-хімічними властивостями (табл.4).
Позитивним для наповнювача АБЛ є висока активність поверхні, яка дозволяє виключати утворення слабких межових шарів під час формування композиційних матеріалів, хімічна інертність. Це дозволяє використати його при розробці товстоплівкових полімерних покриттів з широким з діапазоном захисних властивостей.
Таблиця 4. Фізико-хімічні властивості активованого базальтового пластинчастого наповнювача.
Найменування характеристик |
Кількісний параметр |
|
Зовнішній вигляд |
Пластини вільної форми золотистого кольору |
|
Розмір частинок, мкм |
25-3000 |
|
Товщина, мкм |
2-5 |
|
Густина, г/см3 |
3,0 |
|
Робоча температура, С |
-200 1000 |
|
Кислотостійкість при 100 С в: |
||
2н розчині HCl, % |
92 |
|
2 н розчині H2SO4, % |
98 |
|
Лугостійкість, в |
||
2н розчині NaOH, % |
96 |
|
Теплопровідність, мВт/(мК) |
42,83 |
|
Обємна теплопровідність, МДж/(м3К) |
0,1105 |
|
Питома теплопровідність, кДж/(кгК) |
0,7060 |
Полімерні матриці для таких покриттів вибрані на основі акрилатної (ВІЕМЕКС), епоксидної (ЕЛВІ) та поліефірної (ВІКОНТ) композицій (табл.5), для котрих розроблені технології їх отримання і нанесення покриття, яке містить наповнювач АБЛ.
Таблиця 5. Фізико-механічні характеристики полімерних матриць і покриттів на їх основі
Характеристика |
Композиція |
||||||
Акрилатна "ВІЕМЕКС" |
Епоксидна "ЭЛВІ" |
Поліефірна "ВІКОНТ" |
|||||
матриця |
покриття |
матриця |
покриття |
матриця |
покриття |
||
Межа міцності при відриві, відр., МПа |
38,0 |
42,0 |
19,0 |
25,3 |
21,0 |
33,0 |
|
Модуль пружності, Езг.·10-2, МПа |
26,1 |
52,61 |
19,33 |
41,3 |
21,5 |
48,3 |
|
Межа міцності при згині, зг., МПа |
56,2 |
72,2 |
43,0 |
53,3 |
28,0 |
34,8 |
|
Теплопровідність , Вт/(м·К) |
0,194 |
2,236 |
0,280 |
0,393 |
0,260 |
0,350 |
|
Ударна в'язкість, А, кДж/м2 |
7,0 |
14,3 |
5,3 |
11,3 |
4,6 |
10,3 |
|
Коефіцієнт лінійного теплового розширення, ·106, 1/К |
113,0 |
56,0 |
173,0 |
99,33 |
188,0 |
112,0 |
|
Твердість, МПа |
114,0 |
131,0 |
53,3 |
83,4 |
39,9 |
64,5 |
|
Швидкість ерозії, V, г/(м2·год) |
1,24 |
0,132 |
2,21 |
1,24 |
2,33 |
1,25 |
|
Температура експлуатації, °С |
80 |
100 |
130 |
200 |
95 |
150 |
|
Хімічна стійкість у середовищах |
Неорганічні кислоти, луги, електроліти |
Органічні розчинники, толуол, ксилол, ізооктан |
Мастила, нафта, бензин |
Результати дослідження захисних властивостей даних полімерних матеріалів показали, що найбільш хімічно стійким є ВІЕМЕКС (VMX), який твердне при кімнатній температурі, має високу змочувальну здібність. Відрізняється вологонепроникністю, хім-, абразивостійкістю.
Покриття, які розроблені, це матеріал, що полімеризується, наповнений базальтовою лускою.
Електронномікроскопічними дослідженнями показано, що незалежно від фракції базальтових частинок у матеріалі покриття вони орієнтуються приблизно паралельно підкладці на круглих, і на гострих пругах. Подібна орієнтація підвищує стійкість до проникнення води через покриття, екранує полімер від впливу ультрафіолетового випромінювання і забезпечує механічне армування плівки покриття.
Співставлення властивостей ВІЕМЕКС з аналогами W-801 (компанія Three Longe W-801), ДУРАФЛАКЕ (фірма Clouth ), САНКОАТ (Японія) показало, що за технічними властивостями ВІЕМЕКС має перевагу: наноситься на поверхню, що захищається при мінусових температурах, на повітрі і під водою, полімеризується у 2-3,5 рази швидше за рахунок активації полімеризації. Фізико-механічні і хімічні властивості ВІЕМЕКС конкурентно здатні у порівнянні з названими закордонними аналогами.
Випробування покриття VMX у якості гідроізоляційного і герметизаційного матеріалу для бетонних поверхонь показали високу здібність до кольматації пор і тріщин бетонної поверхні, котра зволожена і навіть мокра.
Встановлено, що нанесення VMX на бетон викликає поверхневе армування, міцність при згині збільшується у 2 рази. Випробування бетонних зразків, які склеєні VMX, на кручення, згин і відрив показало, що у всіх випадках руйнування проходить по бетону.
На основі епоксидної смоли ЕД-20 розроблені композиції ЕЛВІ і антикорозійні покриття, які стійкі до органічних розчинників: толуол, ксилол, ізооктан.
На основі ненасиченої поліефірної смоли ПН-609-21М розроблена композиція ВІКОНТ і антикорозійні покриття, які стійкі до бензину і нафти. Покриття ВІКОНТ призначено для захисту від корозії і гідроізоляції засобів збереження і транспортування олії, нафти, бензину, газу.
Проведено розрахунки і експериментальне визначення оптимальної товщини хімабразивостійких покриттів серії "ВІЕМЕКС","ЕЛВІ", які забезпечують високі захисні властивості. Залежно від розмірів базальтових частинок, покриття наноситься шпателем, валиком, щіткою або апаратом безповітряного розпилу (БПР).
Висока змочуваність базальтових частинок дає змогу одержувати високонаповнені системи. В одношаровому покритті середньої товщини 750 мкм нараховується 120-200 нашарувань базальтової луски, покриття має надзвичайну ерозійну стійкість і опір абразивному зношуванню, крім цього різко знижується швидкість проникнення води чи агресивних середовищ через плівку.
Експериментальними дослідами показано, що при фарбуванні гострих пругів необхідно приділяти особливу увагу вибору розмірів базальтових частинок, їх концентрації у матеріалі і товщині захисного шару, бо недостатня товщина покриття спричиняє завчасні пошкодження в умовах корозії.
Електрохімічним методом і експериментальними дослідами довговічності покриттів у залежності від конструкції шарів і їх товщини показано, що найбільш високу здатність до опору дифузії води, SO2, НС1 та іонів мають шпакльовочні покриття, що містять базальтові пластинчасті частинки великої фракції.
Запропоновано нанесення композиції "ВІЕМЕКС" методом БПР під гідравлічним тиском перед соплом не менше 20 МПа.
Була проведена дослідно-експериментальна робота по нанесенню покриттів на основі акрилатного (ВІЕМЕКС), епоксидного (ЕЛВІ) і поліефірного полімерів на ділянки днища судна, лопасті гребних гвинтів, шорстких покриттів на ділянки палуби. Після річної експлуатації у морі захисні властивості покриттів не змінювались, під ними були відсутні сліди і повзучість корозії. Покриття "ВІЕМЕКС" пройшли промислові випробування на підприємствах при захисті від корозії різноманітних гальванічних ванн, адсорберів, кришок апаратів і ємкостей, ємкісного обладнання, яке виготовлено із сталей, що містять вуглець, резервуарів для зберігання відходів ортофосфорної кислоти, залізобетонних силосів, металевих огороджень на дорогах.
Висока водостійкість і можливість одержання адгезійних сполучень під водою дають змогу використати полімерну композицію "ВІЕМЕКС", армовану базальтовою тканиною, для ремонту пошкоджених корпусів суден, трубопроводів, інженерних споруд і конструкцій з метою їх герметизації і зміцнення. Армування "ВІЕМЕКС" базальтовою тканиною підвищує його руйнівне напруження при розтягуванні у 5-12 разів залежно від середовища і довготривалості його взаємодії з покриттям.
Створені покриття використовують для захисту об'єктів, що експлуатуються в умовах неорганічних агресивних середовищ і абразивного зношування: апарати для перевезення сірчаної та азотної кислот, аміачні водозливні резервуари, відстійники для зберігання технічної води, металоконструкції і залізобетонні опори мостів, гальванічні ванни, днища суден, тощо. Шорстких покриття використовують для захисту палуб, трапів, залізничних платформ, ремонту пошкоджених корпусів суден, трубопроводів, інженерних споруд і конструкцій з метою їх герметизації, зміцнення і ремонту, в тому числі і під водою.
Покриття ЕЛВІ на основі епоксидного олігомера, модифікованого фурфуролом, використовується для захисту деталей машин і об'єктів, що експлуатуються в умовах органічних агресивних середовищ (ізооктан, ксилол, толуол).
Залежно від хімічного складу полімерної матриці і технології нанесення, одержані покриття дають змогу (у співставленні з відомими складовими закордонних аналогів) підвищити: зносостійкість у 1,5-2 рази; адгезійну міцність до металу у 5-12 разів; ударну в'язкість у 1,5-2,5 рази; знизити водо- і паропроникність у 10-15 разів.
Проведено випробування захисних покриттів за методикою NAСЕ, яка призначена для оцінки корозійної стійкості матеріалів під час транспортування нафти, що містить сірководень.
Після випробування поверхня покриттів залишалась без змін, проникнення сірки і хлору до підкладки не виявлено (за допомогою растрового електронного мікроскопа). Аналогічні результати отримано при визначенні глибини проникнення іонів хрому через покриття, зразки якого знаходились у діючій гальванічній ванні з хромовою сумішшю (H2SO4+Сr2О3) на протязі 3500 год. при температурі 80°С. Під покриттям іони хрому і сірки були відсутні, не виявлена також корозія поверхні металу.
Розроблено також технологію виготовлення хімстійкого, здатного до полімеризації матеріалу, котрий є звґязуючим у полімерному композиційному покритті, що використовується для захисту різноманітних об'єктів.
Розроблені полімерні покриття, наповнені АБЛ були використані для захисту гальванічних ванн, трубопроводів, днищ суден, поворотних камер атомних станцій і пройшли перевірку на інших підприємствах Росії і України.
На підставі проведених досліджень видано технічне завдання на проектування ліній виробництва матеріалу, що полімеризується і початкової та активованої базальтової луски, а також розробку технічних умов на полімерне покриття VMX базальт і базальтову луску.
ВИСНОВКИ
1. Вирішена важлива науково-технічна проблема одержання вихідних даних, які виявлені на основі аналізу і комплексу досліджень фізико-хімічних перетворень в процесах одержання базальтових наповнювачів і полімерних композиційних матеріалів. Розроблені високоефективні технології та модернізоване обладнання для отримання захисних покриттів барєрного типу на основі базальтонаповнених матеріалів.
2. Вперше науково обґрунтовано створення високоефективних полімерних покриттів бар'єрного типу, які армовані базальтовим пластинчастим наповнювачем з активними центрами на своїй поверхні, які визначають взаємозв'язок фізико-хімічних процесів на межі полімер-базальт із захисними властивостями покриттів. Обґрунтовано оптимальні режими високотемпературної обробки базальтового пластинчастого наповнювача, яка викликає виникнення активних центрів і створення нових за складом полімерних покриттів і технології їх нанесення на метало-, залізобетонні конструкції і обладнання великих форм, які експлуатуються в умовах високого корозійного і абразивного зносу, що має важливе народно-господарче значення.
3.Вперше визначено закономірності впливу високотемпературної обробки базальтових пластинчастих частинок на основні фізико-хімічні, структурні і фазові перетворення, які відбуваються у матеріалі частинок і проявляються утворенням на плоскій поверхні частинок зовнішньої зони з кристалічною структурою, у якої до 1019 спін/см-3 парамагнітних центрів і підвищений вміст коордінаційно-ненасичених іонів заліза, алюмінію. Показано, що під час термоокиснювальної активації БЛ зменшується на чотири порядки концентрація основних активних поверхневих центрів і на порядок - кислих центрів. Це дозволило отримати новий наповнювач з унікальними характеристиками: підвищеною адсорбційною здатністю, магнітними властивостями, високою хімічною стійкістю до лугів і кислот, водостійкістю з інтервалом робочих температур від -200єС до +1000єС. Розроблена та виготовлена технологічна лінія для одержання АБЛ.
4. Показано, що принципи хімічної модифікації акрилатних, епоксидних, поліефірних матеріалів, які полімеризуються і засновані на використанні реакційноздатних олігомерів і добавок, які підібрані з урахуванням хімії поверхні АБЛ, і дозволяють регулювати наступні властивості: адгезійна, водо- і хімічна стійкість, фізико-хімічні показники полімерних товстоплівкових покриттів. Розвинуті принципи хімічної модифікації дали можливість розробити нові зв'язуючі матеріали, які полімеризуються, для товстоплівкових покриттів з властивостями, які можливо регулювати.
Встановлено закономірності формування властивостей матеріалів, що полімеризуються у присутності АБЛ в залежності від вмісту, хімічної структури інгредієнтів, розміру частинок АБЛ, їх концентрації та інших факторів. Показано, що підвищення адгезії на межі поділу фаз полімер - АБЛ супроводжується зменшенням коефіцієнта лінійного теплового розширення, збільшенням модуля пружності при згині і коефіцієнта теплопровідності.
На прикладах систем епоксидного і поліефірного матеріалу, що полімеризуються, визначено збільшення ступеня конверсії епоксидних груп і олігомерних молекул олігодиетиленглікольмалеїнфталата у граничному шарі полімер - АБЛ, що приводить до зростання адгезійної міцності.
Визначені критичні концентрації наповнення різних фракцій АБЛ, при яких досягається максимальне підвищення адгезійної міцності, фізико-механічних властивостей матеріалів, що полімеризуються, для товсто плівкових покриттів.
5. Вперше встановлено, що термоактивовані базальтові частинки - АБЛ виступають співініціатором і приймають участь у формуванні акрилатних, епоксидних і поліефірних матеріалів, проявляючи вибіркову здатність щодо хімічної природи полімеру, прискорюють процеси полімеризації та твердення, збільшують термотранспортні властивості. На прикладі розробленої композиції ВІЕМЕКС-базальт показано, що АБЛ підвищує температуропроводність на 49%, сприяє зниженню об'ємної теплоємності на 37% і зменшує час полімеризації на 60%.
6. Визначено закономірності та особливості впливу активної поверхні, концентрації і розмірів частинок АБЛ і БЛ на релаксаційні процеси. Показано, що поверхня АБЛ більш ефективно впливає на фізико-хімічні процеси на межі полімер-базальт, формує впорядковану, більш компактну, бездефектну структуру межового шару, що проявляється у збільшенні теплопровідності, модуля зсуву у 1,5-2 рази і зменшенні у 3 рази теплоємності у порівнянні з неактивованою БЛ.
7. Розвинуті теоретичні основи процесу диспергуючого змішування реактопластів з базальтовими наповнювачами в залежності від технологічних параметрів переробки . Вивчені реологічні характеристики наповнених полімерних систем, які дозволяють встановити раціональні параметри змішування і формування.
8. Результати ІЧ-, ЕПР- досліджень формування акрилатного полімеру у присутності АБЛ підтвердили фізико-хімічну взаємодію у межовому шарі. Показано, що фізико-хімічна взаємодія зумовлює прививку полімеру до поверхні АБЛ, супроводжується зменшенням кількості парамагнітних центрів на поверхні АБЛ на 30-40%, зменшенням інтенсивності валентних і деформаційних коливань основної полоси Sі-О.
9. Визначено закономірності впливу особливостей хімічної природи АБЛ і БЛ на захисні властивості товстоплівкових полімерних покриттів. Показано, що за рахунок варіації вмісту і розмірів АБЛ можливе суттєве підвищення стійкості до ерозійного зносу (швидкість ерозії у покритті з АБЛ зменшується у 5 разів у порівнянні з покриттям, яке наповнене неактивованою БЛ), розширення діапазону робочих температур на 50-100єС.
10. Виявлено і обґрунтовано ефект підвищення позитивних властивостей товстоплівкових покриттів шляхом нанесення чотирьох шарів на основі загальної полімерної матриці. Причому у шарі, який контактує з металом, міститься активований базальтовий наповнювач мілкої фракції і низької концентрації, захисні шари містять АБЛ розміром від 400 до 1500 мкм, а покривний шар містить різні наповнювачі, які забезпечують специфічні властивості (антиобростаючі, фрикційні, антифрикційні). Виявлено, що АБЛ забезпечує у покритті бар'єрний ефект, який виявляється у зниженні набрякання і дифузії корозійноактивних іонів і електролітів через мікротріщини. Обґрунтована можливість регулювання стійкості і довговічності покриттів шляхом зміни хімічної природи полімерної матриці, фракційного складу, вмісту АБЛ і кількості нанесених шарів на поверхню, що захищається.
11. Розроблено технічні умови, виконано робочий проект заводу, отримано дозвіл комплексної експертизи на будівництво лінії виробництва АБЛ і полімерного зв'язуючого ВІЕМЕКС, збудовано завод. Продуктивність лінії 5т на добу. Ряду організацій (Смоленській, Курській атомним станціям, заводу “Кераммаш”, Концерну “Крюківський вагоно- завод” та іншим), видано рекомендації щодо використання композиційних полімерних покриттів для захисту деталей машин, механізмів, агрегатів, ємностей, які експлуатуються в умовах агресивних середовищ і абразивного зношування. Розроблені технологічні процеси по нанесенню покриттів та погоджених виробів різного призначення. У результаті впровадження розробок з'явиться можливість нанесення покриттів високої якості на поверхні різної природи - зі слідами вологи, корозії і нафтопродуктів без їх спеціальної обробки. Отримано позитивний результат довготривалої експлуатації цілого ряду конструкцій і споруд (днища суден, гальванічні ванни, трубопроводи, залізобетонні силоси, канали водовідведення, металеві огородження доріг) із захисними покриттями нового типу.
Результати роботи захищені 29 патентами у країнах СНГ та дальнього зарубіжжя.
СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
Тезиси докладів
1. Ефанова В.В. Исследование влияния винильных компонентов на фізико-механические свойства связующего//Химическая технология. - 1992.-№ 3.-С.17-19
2. Ефанова В.В. Исследование свойств нового активированного базальтового наполнителя для покрытий // Экотехнология и ресурсосбережения. - 1993. - № 5. - С.67-72.
3. Веселовский Р.А., Ефанова В.В., Петухов И.П. Исследование физико-химических, термодинамических и механических свойств граничных слоев сетчатых полимеров на поверхности базальта // Механика композитных материалов. - 1994. - Т.30, № I. - С.3-11.
4. Veselovsky R.A., Yefanova V.V., Petukhov I.P. Influences of the basalt surface on the properties of baundery layers of cross-linked polymers // International Journal Polymeric material. -1994. - Vol. 28. - P. 139-150.
5. Ефанова В.В., Белинский В.Н. Электромеханическое исследование антикоррозионных свойств базальтополимерного покрытия // Механика композитных материалов. - 1994. - Т.ЗО, № 3. - С.421-426.
6. Дрынь А.П., Ефанова В.В., Шут Н.И. Теплопроводность и кинетика полимеризации акрилатных полимерных покрытий // Инженерно-физический журнал. - 1994 г. - Т.66, № 2. - С.184-191.
7. Єфанова В.В., Бєлінський В.М. Дослідження антикорозійних властивостей товстоплівкових базальтополімерних покриттів // Розвідка і розробка нафтових та газових родовищ. -1999. -Т.2-3, №36, - С.230-240.
8. Ефанова В.В. Активированные базальтовые чешуйки - новый наполнитель для полимерных антикоррозионных покрытий барьерного типа // Хімічна промисловість України. -2000. -№3. -С.52-57.
9. Ефанова В. В. Антикоррозионные толстопленочные полимерные покрытия с активированными базальтовыми чешуйками для защиты металло- и железобетонных конструкций // Будівельні конструкції. -- 2000. -- Вип. 52. -- С. 266-273.
10. Ефанова В. В., Беглецов В. В., Белинский В. Н. Защита бетонных поверхностей базальтополимерным покрытием // Строительное производство (будівельне виробництво). Межведомственный научно-технический сборник. -- 2000. -- Вып. 41. -- С. 28-30.
11. Ефанова В.В. ИК-спектроскопическое исследование взаимодействия полимерной матрицы с поверхностью активированной базальтовой чешуи // Украинский химический журнал. -2000. - Т.66, № 3. - С. 59-62.
12. Ефанова В.В. Исследование абразиво- и износостойкости базальтополимерного покрытия барьерного типа // Энергосбережение и водоподготовка. - 2001. - №2. - С.53-58.
13. Ефанова В.В. Влияние базальтового чешуйчатого наполнителя на процесс формирования полимерных покрытий // Хімічна промисловість України. - 2001. -№2. - С. 34-39
14. Ефанова В.В., Белинский В.Н. Химическая стойкость толстопленочных полимерных покрытий, содержащих активированные базальтовые чешуйки.// Хімічна промисловість України. - 2002. -№2. - С. 11-16.
15. Ефанова В.В. Влияние физико-химических свойств базальтового чешуйчатого наполнителя на формирование антикоррозионных полимерных покрытий // Химическая техника. -2002. -№12. - С.32-36
16. Ефанова В.В., Белинский В.Н. Влияние базальтового чешуйчатого наполнителя на тепло- и термостойкость полимерных покрытий // Химическая техника. - 2003. - №7. - С. 9-13.
17. Ефанова В.В. Полимерная композиция VMX-Базальт и возможности ее применения // Химическая техника. - 2004. - №2. - С. 27-31.
18. Протасов А.А., Силаева А.А., Ефанова В.В. Оценка обрастания некоторых антиобрастающих покрытий в пресной воде // Гидробиологический журнал - 2004. - Т.40 - №3 - С.53-67.
19. Ефанова В.В., Пахаренко В.А., Белинский В.Н. Композиция VMX-Базальт. Получение антикоррозионных покрытий.// Хімічна промисловість України - 2005. - №5 - С.43-48
20. Ефанова В.В., Пахаренко В.А., Белинский В.Н. Защитные антикоррозионные покрытия VMX-БАЗАЛЬТ.// Хімічна промисловість України.-2006.-№1.-С.47-50.
21. Ефанова В.В., Пахаренко В.А., Математическое описание зависимости технологических и адгезионно-прочностных свойств VMX композиций, наполненных базальтовой чешуей с использованием планирования эксперимента. // Вісник КНУТтаД.- 2007. -№4(36). - С.30-36
22. Ефанова В.В., Пахаренко В.А., Покрытие барьерного типа “VMX-базальт” и его использование в промышленности.// Хімічна промисловість України.-2007.-№5.-С.16-19.
Патенти
23. Пат. № 26783, Україна, Мінеральний пластинчатий наповнювач для композиційних матеріалів.//Ефанова В.В. - Промислова власність.- Заявл. 25.10.1996; Опубл. Оф.бюл. № 7. - 1999 г. С. 3.1.103
24. Пат № 39207, Україна, Композиційний матеріал, що полімеризуюється.// Ефанова В.В. - Промислова власність.- Заявл. 24.01.1996; Опубл. Оф.бюл. № 5 (ч.1). - 2001 г. С. 3.1.66
25. Пат. № 19843, Україна, Полімерна композиція холодного отвердіння для водостійких покриттів// Б.Е.Патон, Ефанова В.В. - Промислова власність.- Заявл. 16.09.93; Заявл. 24.08.1994; Опубл. Оф.бюл. № 6 (ч.1). - 1997 г. С. 3.1.307-308
26. Пат. № I8255II, Россия, МКИ С 09 D 5/08 Полимерная композиция холодного отверждения для водостойких покрытий / Б.Е.Патон, В.В.Ефанова. - Заявл. 02.08.1991; Опубл. - Б.И. № 24. - 1993 г.
27. Пат. № 1933293, Россия, МКИ В 22 F 9/10 Устройство для получения тонкодисперсных чешуйчатых частиц, преимущественно минеральных / И.П.Петухов, В.В.Ефанова. - Заявл. 02.06.1991; Опубл. - Б.И. № 23. - 1993 г.
28. Пат. № 2036748, Россия, МКИ В 22 F 1/00, Г27 В 5/00 Способ термообработки дисперсных хлопьевидных частиц и устройство для его осуществления / И.П.Петухов, В.В.Ефанова. - Заявл. 18.06.1991; - Опубл. - Б.И. № 16. - 1995 г.
29. Пат. № I83I870, Россия, МКИ С 09 D I33/IO Водо- и трещиностойкая полимерная композиция / В.В.Ефанова, И.П.Петухов. - Заявл. 24.03.1992; Опубл. - Б.И. № 18. - 1993 г.
30. Пат. № 1825514, Россия, МКИ С 09 D 133/10, 5/08 Износостойкая полимерная композиция / И.П.Петухов, В.В.Ефанова. - Заявл. 02.08.1991; Опубл. - Б.И. № 14. - 1993 г.
31. Пат. № 1825510, Россия, МКИ С 09 D 133/10, 5/08 Кислотостойкая полимерная композиция для покрытий / В.В.Ефанова, И.П.Петухов.- Заявл. 02.08.1991; Опубл. - Б.И. № 24. - 1993 г.
32. Пат. № I83I87I, Россия, МКИ С 09 Р 133/10, 5/08 Химически стойкая полимерная композиция для покрытий / В.В.Ефанова, И.П.Петухов. - Заявл. 24.03.1992; Опубл. - Б.И. № 28. - 1993 г.
33. Пат. № I83I856, Россия, МКИ С 03 В 37/02, А22 9/10 Способ получения дисперсных чешуйчатых частиц / В.В.Ефанова, И.П.Петухов. - Заявл. 24.03.1992; Опубл. - Б.И. № 28. - 1993 г.
34. Пат. № 2057157, Россия. МКИ С 09 D I33/IO, 5/08 Маслобензостойкая полимерная композиция для покрытий / В.В.Ефанова, И.П.Петухов. - Заявл. 26.05.1992; Опубл. - Б.И. № 9. - 1996 г.
35. Пат. № 2070166, РФ, МКИ С 03 В 37/32 Линия для получения хлопьевидных базальтовых частиц / В.В.Ефанова. - Заявл. 27.09.1993; Опубл. - Б.И. № 34. - 1996 г.
36. Пат. № 13099, Україна, MKI В 22 F 1/00; Г 27 В 5/00 Спосіб та пристрій для термообробки пластівчастих дисперсних частинок / І.П.Петухов, В.В.Єфанова - Заявл. 16.09.1993; Опубл. - Бюл. № I. --28.07.97 р.
37. Пат. № 15872, Україна, MKI С 09 D 167/06; 5/08 Зносостійка полімерна композиція / В.В.Єфанова, І.П.Пєтухов - Заявл. 16.09.1993; Опубл. - Бюл.№ 3. - 1997 р.
38. Пат. №18673, Україна, МКІ С 09 D 133/10, С 09 D 5/08, (МКІ С 09 D 133/10, С 09 D 127/24) Кислотостійка полімерна композиція для покриття / В.В.Єфанова, І.П.Пєтухов №5000135, SU; Заявл. 16.09.1993; Опубл. - Бюл. № 6. -1997 р.
39. Пат. № 2119515, Россия, МКИ С 09 D 4/06, С 08 L 75/04 Полимеризуемый композиционный материал / В.В.Ефанова - Заявл. 24.01.1996; Опубл. - Б.И. №27. - 1998 р.
40. Пат. № 2119506, Россия, МКИ С 08 К 9/00 Минеральный пластинчатый наполнитель для композиционных материалов / В.В.Ефанова- Заявл. 20.10.1996; Опубл. - Б.И. № 27. - 1998 г.
41. Пат. №LV126117B, Латвійська Республіка, MKI С03 B37/005, С08 K3/00, С04 B35/00; Mineral flaky filler for composites/ В.В.Єфанова- Заявл. 20.04.1998; Опубл. -20.06 2001 р.
42. Пат. №LT4804B, Литовська Республіка, MKI С03 B37/005, С08 K3/00, С04 B35/00; Mineral flaky filler for composites / В.В.Єфанова- Заявл. 20.04.1998; Опубл . - 25.06.2001 р.
43. Пат. №002299, Евразійський, MKI С03 B37/005, С08 K3/00, С04 B35/00; Минеральный пластинчатый наполнитель для композиционных материалов / В.В.Єфанова,- Заявл. 20.04.1998; Опубл. - 28.02.2002 р.
44. Пат. №TR200003081B, Туреччина, MKI С03 B37/005, С08 K3/00, С04 B35/00; Mineral flaky filler for composites / В.В.Єфанова- Заявл. 20.04.1998; Опубл. - 21.09.02 р.
45. Пат. BG №64866 BI, Республіка Болгарія, MKI С03 B37/005, С08 K3/00, С04 B35/00; Mineral flaky filler for composites / В.В.Єфанова- Заявл. 20.04.1998; Опубл. Б.И. № 7- 2006 р.
46. Пат. №751911, Австралія, MKI С03 B37/005, С08 K3/00, С04 B35/00; Mineral flaky filler for composites / В.В.Єфанова- Заявл. 20.04.1998; Опубл. . - 12.12.2002 р.
47. Пат. №507425, Нова Зеландія, MKI С03 B37/005, С08 K3/00, С04 B35/00; Mineral flaky filler for composites / В.В.Єфанова- Заявл. 20.04.1998; Опубл. . - 07.11.03 р.
48. Пат. №123432, Китай, MKI С03 B37/005, С08 K3/00, С04 B35/00; Mineral flaky filler for composites / В.В.Єфанова - Заявл. 20.04.1998; Опубл. - 17.09.03 р.
49. Пат. №3505, В'єтнам, MKI С03 B37/005, С08 K3/00, С04 B35/00; Mineral flaky filler for composites / В.В.Єфанова,- Заявл. 20.04.1998; Опубл. - 24.04.03 р.
50. Пат. №1080047 ЕР/ВІ, Европейський, MKI С03 B37/005, С08 K3/00, С04 B35/00; Mineral flaky filler for composites / В.В.Єфанова - Заявл. 20.04.1998; Опубл. . - 23.08.2003 р.
51. Пат. № 240692 Мексика МКІ С03 B37/005, С04 B35/00; С08 K3/00, Mineral flaky filler for composites / В.В.Єфанова - Заявл. 20.04.1998; Опубл. . - 30.05.2007 р.
52. Пат. PL № 185025 ВІ, Польша, МКІ С03В 37/005, Mineral flaky filler for composites / В.В.Єфанова - Заявл. 20.04.1998; Опубл. . - 28.02.2007 р. WUP 02/03
Тезиси докладів
53. Ефанова В.В., Берман Д.Д., Кузнєцова В.М. Исследование влияния наполнителей на стабильность эпоксиполимеров // Тез.докл. ІХ Всес.сов. По термическому анализу.- Ужгород: 1985.- С.217
54. Ефанова В.В., Тутаков О.В., Соколинская М.А. Исследование возможности регулирования свойств базальтопластиковых труб для сельского хазяйства // Тез.докл.научно-техн.конф. "Опыт применения композиционных материалов в сельскохозяйственном машиностроении". -Киев: 1985. -С.34-35
55. Ефанова В.В., Тутаков О.В., Соколинская М.А. Получение базальтопластиков повышенной прочности методом намотки. // Тез.докл.научно-техн.конф. "Разработка метолов изготовления намоточных композиционных материалов повышенной прочности и надежности". Львов: 1985. - С.12-13
56. Ефанова В.В. Новые стойкие полимерные покрытия, содержащие активированные базальтовые чешуйки.// Защитные металлические и неметаллические покрытия: Тезисы докл.школы-семинара г.Евпатория, 18-21 мая 1993г.- Киев: Знання. 1993.- С.128-129
57. Ефанова В.В Полимерные покрытия барьерного типа армированные базальтовыми чешуйками .// Вторая Московская международная конференция по композитам 20-22 сентября 1994 г. -М.: 1994.- С.156
58. Ефанова В.В, Пєтухов І.П. Исследование физико-химических, процессов на границе раздела полимерная матрица-базальтовая чешуя в сверхстойких покрытиях.// Вторая Московская международная конференция по композитам 20-22 сентября 1994 г. -М.: 1994.- С.151
59. Ефанова В.В. Активированный базальтовый чешуйчатый наполнитель в полимерной композиции VMX-Базальт для антикоррозионных покрытий // Міжнародна конференція-виставка “Корозія - 2004” - 2004 р. - С.730-735
60. Ефанова В.В., Пахаренко В.А., Радчук А.А., Пахаренко В.В.,Тимченко В.И., Мирошник С.З. Полимерные композиционные материалы с базальтовими наполнителями. Получение и свойства// Сб.докладов 5-й Московской международной конференции “Композиционные материалы”, 2007. - С.231-238
Особистий внесок автора в роботах : [1-6] - розробила методи хімічного модифікування епоксидних зв'язуючих, які дали змогу, враховуючи вплив наповнювача на процеси формування певних полімерних структур, регулювати фізико-механічні властивості композиційного матеріалу; [7-9,12,16] - встановила закономірності впливу активованого базальтового пластинчастого наповнювача на швидкість полімеризації, швидкість корозії під покриттям, хімічну стійкість і тепло-термостійкість покриттів від фракційного складу і концентрації АБЛ; [19-21,24-31,33,35,36] - обґрунтувала метод хімічного модифікування зв'язуючих для полімерних покриттів, що містять активовану базальтову луску і показала її вплив на хімічну стійкість, зносостійкість, антикорозійні властивості; [22,23,29,34] - розробила принцип роботи пристрою, який дозволяє отримувати із росплаву базальту частинки заданої фракції, обґрунтувала фізико-хімічні закономірності, параметри високотемпературної активації базальтових частинок та принципові положення технологічної лінії для отримання АБЛ.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Контроль якості полімерних матеріалів як наукова дисципліна, її місце в навчальному процесі. Організація контролю полімерних матеріалів на підприємстві. Полімерні матеріали для виготовлення пластмасових та гумових виробів. Контроль якості пластмас.
контрольная работа [27,6 K], добавлен 19.01.2011- Удосконалення електрохімічної технології каталітичних покриттів паладієм та сплавом паладій – нікель
Удосконалення гальванічних способів і електрохімічних процесів отримання каталітично–активних систем, що містять паладій та режим електролізу. Склад електроліту для одержання покриттів паладієм, механізм і кінетичні параметри його катодного відновлення.
автореферат [1,5 M], добавлен 11.04.2009 Основні фізичні властивості полімерного матеріалу. Порівняння фізичних властивостей полімерних матеріалів. Довжина молекули полімеру. Позначення поліетилентерефталату на ринку. Основні сфери застосування поліетилентерефталату (ПЕТ) у промисловості.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 29.12.2015Скляний посуд. Термостійкість, хімічна стійкість. Посуд загального призначення. Мірний посуд призначений для вимірювання об'єму рідини. Нескляний посуд. Вогнетривкий, кварцовий, посуд із полімерних матеріалів. Методи очищення хімічного посуду.
реферат [157,8 K], добавлен 20.09.2008Основи теорії атмосферної корозії. Гальванічний спосіб нанесення цинкового покриття. Лакофарбові покриття. Методи фосфатування поверхні перед фарбуванням. Методика визначення питомої маси, товщини, адгезійної міцності та пористості. Розрахунок витрат.
дипломная работа [3,4 M], добавлен 24.03.2013Фізичні та хімічні способи відновлення галогенідів золота. Методи отримання сферичних частинок. Схема двохфазного синтезу за методом Бруста. Електрохімічні методи отримання наностержнів. Основні способи отримання нанопризм: фотовідновлення, біосинтез.
презентация [2,0 M], добавлен 20.10.2013Огляд фізичних властивостей алюмінію, особливостей його добування та застосування. Дослідження методів нанесення алюмінієвих покриттів. Корозія алюмінію у водних середовищах та кислотах. Корозійна тривкість металізаційного алюмінієвого захисного покриття.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 13.05.2015Хімічний зв’язок та будова макромолекул. Лінійні аморфні полімери та неорганічні наповнювачі. Основні геометричні константи макромолекул лінійних аморфних полімерів. Макромолекулярні константи і дефект модуля зсуву в гетерогенних полімерних системах.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 22.12.2012Електропровідні полімери, їх властивості. Синтез функціональних плівок полі аніліну. Електрокаталітичні властивості металонаповнених полімерних композитів. Електрохімічний синтез функіоналізованої поліанілінової плівки, властивості одержаних композитів.
дипломная работа [4,1 M], добавлен 26.07.2014Методика іммобілізації полімерних міцел з альфа-амілазою на поверхню полісульфонових мембран. Вплив тривалості процесу ультрафіолетового випромінювання на каталітичну активність ферменту. Ознайомлення із способами модифікації мембран; їх властивості.
курсовая работа [924,7 K], добавлен 14.07.2014Синтез електропровідних полімерів. Основні форми поліаніліну. Синтез наночастинок золота. Електрокаталітичні властивості металонаповнених полімерних композитів. Окиснення попередньо відновленої до лейкоемеральдинової форми функціоналізованої Пан плівки.
дипломная работа [3,2 M], добавлен 09.07.2014Аналіз варіантів одержання продукту. Обґрунтування вибору способу виробництва. Основні і допоміжні стадії прийнятого до розробки способу. Технологічні розрахунки основного реакторного процесу. Фізико-хімічні основи процесу приготування вапняного молока.
курсовая работа [152,8 K], добавлен 09.10.2015Властивості і застосування епоксидних і епоксиефірних лакофарбових матеріалів. Дослідження водопоглинання епоксидного покриття Jotamastic 87 GF. Рідкі епоксидні лакофарбові матеріали, що не містять летких розчинників. Пневматичний пістолет-розпилювач.
дипломная работа [2,1 M], добавлен 20.12.2014Методи синтезу поліаніліну, характеристика його фізико-хімічних та адсорбційних властивостей, способи використання в якості адсорбенту. Електрохімічне окислення аніліну. Ферментативний синтез з використанням полісульфокислот в присутності лаккази.
курсовая работа [810,7 K], добавлен 06.11.2014Класифікація хімічних реакцій, на яких засновані хіміко-технологічні процеси. Фізико-хімічні закономірності, зворотні та незворотні процеси. Вплив умов протікання реакції на стан рівноваги. Залежність швидкості реакцій від концентрації реагентів.
реферат [143,4 K], добавлен 01.05.2011Номенклатура, електронна будова, ізомерія, фізичні, хімічні й кислотні властивості, особливості одержання і використання алкінів. Поняття та сутність реакцій олігомеризації та ізомеризації. Специфіка одержання ненасичених карбонових кислот та їх похідних.
реферат [45,5 K], добавлен 19.11.2009Гігієнічні вимоги до якості питної води, її органолептичні показники та коефіцієнти радіаційної безпеки й фізіологічної повноцінності. Фізико-хімічні методи дослідження якості. Визначення заліза, міді і цинку в природних водах та іонів калію і натрію.
курсовая работа [846,9 K], добавлен 13.01.2013Значення амінокислот в органічному світі. Ізомерія. Номенклатура. Шляхи отримання амінокислот. Фізичні властивості. Хімічні властивості. Біосинтез амінокислот. Синтез незамінних амінокислот. Білкові речовини клітини: структурні білки, ферменти, гормони.
реферат [20,0 K], добавлен 25.03.2007Загальна характеристика лантаноїдів: поширення в земній корі, фізичні та хімічні властивості. Характеристика сполук лантаноїдів: оксидів, гідроксидів, комплексних сполук. Отримання лантаноїдів та їх застосування. Сплави з рідкісноземельними елементами.
курсовая работа [51,8 K], добавлен 08.02.2013Поняття сульфенів; способи їх одержання шляхом фотохімічних реакцій та термічних перегрупувань. Лабораторний метод генерації сульфенів, виходячи з алкансульфохлоридів, для подальшого їх використання в синтезах органічних, зокрема, гетероциклічних сполук.
курсовая работа [276,6 K], добавлен 31.01.2014