Размещено на http://www.allbest.ru/

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

Эффективные полимерные трубы на основе вторичных полиолефинов

Специальность 05.23.05 «Строительные материалы и изделия»

Голованов Андрей Владиславович

Москва, 2010

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московском государственном строительном университете.

Научные руководители: доктор технических наук, профессор

Андрианов Рудольф Алексеевич

доктор химических наук, профессор

Аскадский Андрей Александрович

Официальные оппоненты:доктор технических наук, профессор

Соков Виктор Николаевич

кандидат технических наук

Чернова Галина Ренатовна

Ведущая организация: Открытое акционерное общество «Научно-исследовательский центр «Строительство»

«Центральный научно - исследовательский институт строительных конструкций имени В.А. Кучеренко»

Защита состоится «19» октября 2010 г. в 14-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.138.02 при ГОУ ВПО Московском государственном строительном университете по адресу: 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, ауд. 106 УЛК .

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО Московского государственного строительного университета.

Автореферат разослан «__» 2010 г.

Учёный секретарь

диссертационного совета Алимов Л.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. В настоящее время широкое распространение в строительстве получили полимерные трубы из полипропилена и полиэтилена. Доля полимерных труб в России в новых прокладываемых сетях водопровода и канализации составляет 5-10%, а за рубежом их доля превышает 62%. По сравнению с металлическими трубами они более долговечны, значительно облегчают монтаж и уменьшают аварийность трубопровода. Спрос на полимерные трубы малого диаметра (до 110 мм) в России растет на 35-50% ежегодно. При этом в РФ практически отсутствует производство труб этого типа. Потребность рынка в России на 85-90% обеспечивается импортными полимерными трубами из Китая и других стран.

К недостаткам полимерных труб на основе термопластичных полимеров относится потеря прочностных показателей (явление релаксации) от нагрузки во времени. Незначительный объем производства полимерных труб в России связан с ограниченным количеством первичного сырья. Поэтому использование полимерных отходов потребления для производства труб является актуальной задачей. На сегодняшний день в России накоплено более 80 млрд.т. отходов производства и потребления, из них только в 2007 г. было образовано более 3,5 млн. т. медицинских отходов. Причем доля полимерных материалов в медицинских отходах достигает 20% от их общей массы, что 4-5 раз больше, чем в твердых бытовых отходах.

Поэтому разработка полимерных труб малого диаметра на основе вторичных полиолефинов, повышение их эффективности за счет модификации вторичных полимеров и применения тонкодисперсных минеральных наполнителей является весьма актуальной задачей.

Работа выполнялась в соответствии с федеральной целевой программой “Экология и природные ресурсы России (2002-2010 гг.)”, утвержденной распоряжением Правительства Российской Федерации от 19 февраля 2001 г. №242-р. и тематическим планом НИР МГСУ на 2004-2009 гг.

Целью работы является разработка составов и технологии производства эффективных полимерных труб малого диаметра на основе вторичных полиолефинов.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие основные научные и практические задачи:

- обосновать возможность использования вторичных полиолефинов для производства полимерных труб диаметром до 110 мм;

- провести идентификацию вторичных полимеров, полученных из отходов потребления, определить элементный состав и количество примесей в них, изучить кристаллическую структуру вторичных полиолефинов;

- исследовать основные физико-механические и термомеханические свойства, химическую стойкость, термо- и термоокислительную стабильность вторичных полиолефинов;

- исследовать релаксационные свойства полиолефинов и с помощью ЭВМ-программы выполнить расчет параметров релаксации вторичных полиэтилена и полипропилена;

- исследовать влияние кратности переработки и соотношения вторичный/первичный полиэтилен (полипропилен) на основные физико-механические свойства полиолефинов, разработать рекомендации по технологии переработки термопластичных полимерных отходов;

- исследовать влияние содержания и химической природы тонкодисперсных минеральных наполнителей на основные физико-механические свойства, термоокислительную стабильность и показатели пожарной опасности наполненных вторичных полиолефинов;

- разработать составы и технологию производства полимерных труб малого диаметра на основе вторичных полиолефинов, обладающих высокими эксплуатационными свойствами и термостойкостью, определить наиболее рациональные области их применения;

- определить основные эксплуатационные свойства полимерных труб на основе вторичных полиолефинов и сравнить полученные результаты с промышленными аналогами;

- провести опытно-промышленную апробацию результатов экспериментальных исследований, определить технико-экономические показатели производства и применения полимерных труб на основе вторичных полиолефинов.

Научная новизна работы:

- обоснована возможность получения методом экструзии эффективных полимерных труб малого диаметра (до 110 мм) на основе наполненных вторичных полиолефинов, полученных из отходов потребления;

- установлено, что небольшое количество неорганических примесей кальция, титана, железа, меди и цинка, содержащихся во вторичных полиолефинах, играют роль зародышей структурообразования во вторичном полимере и повышают эксплуатационные свойства композитов на их основе;

- установлены закономерности релаксационных процессов во вторичных полиолефинах при различных деформационных режимах;

- установлено, что термомеханические кривые первичных и вторичных полиолефинов практически идентичны, а термо- и термоокислительная стабильности вторичных полимеров практически не отличаются от первичных полимеров, что позволяет рассматривать их поведение в условиях эксплуатации с единых позиций;

- получены зависимости физико-механических свойств вторичных полиолефинов от кратности переработки и содержания первичных полимеров в смеси с вторичными термопластами;

- установлены зависимости эксплуатационных свойств, термостойкости и показателей пожарной опасности наполненных вторичных полиолефинов от содержания тонкодисперсных минеральных наполнителей.

Практическая ценность работы.

- разработаны рекомендации по использованию полимерных отходов потребления для производства полимерных труб диаметром до 110 мм из вторичных полиолефинов;

- разработаны и оптимизированы составы для производства эффективных наполненных полимерных труб на основе вторичных полиолефинов, состоящие из 74,4-75,2% полимерных отходов, 18,6-18,8% первичных полиолефинов, 5,0-6,2% тонкодисперсных минеральных наполнителей и 0,8-1,0% пигмента;

- разработана технология производства наполненных полимерных труб на основе полимерных отходов потребления методом экструзии, что позволяет снизить антропогенную нагрузку на окружающую природную среду и экономить первичные сырьевые ресурсы.

Внедрение результатов исследований. Проведена промышленная апробация составов и технологии производства наполненных полимерных труб на основе вторичных полиолефинов диаметром до 110 мм. В цехе №2 ООО “БиС-Пак” (г. Вологда) были выпушены опытные и опытно-промышленные партии полимерных труб диаметром 20,32,82 и 110 мм и толщиной стенок 2-2,7 мм на основе вторичных полиолефинов общим объемом 4644 п.м. Экономический эффект от применения полимерных труб при строительстве и реконструкции общественных зданий в г. Вологда составил более 16 тыс. руб.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были доложены на: Общероссийской научной конференции “Новые технологии, инновации, изобретения”, г. Иркутск, 2005 г., IV всероссийской научно - технической конференции “Вузовская наука - региону”, г. Вологда, 2006 г., Всероссийской научно-практической конференции “Медицинская техника и технологии” г. Вологда, 2006 г., Международной научно-практической конференции “Наука и практика: проблемы интеграции ” г. Котлас, 2008 г., IX, X, XI и XII международных межвузовских научно-практических конференциях молодых ученых, аспирантов и докторантов “Строительство - формирование среды жизнедеятельности” (г. Москва, 2006, 2007, 2008, 2009 гг.)

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, библиографического списка и 3 приложений. Работа содержит 145 страниц печатного текста, 37 рисунков и 23 таблицы. Библиографический список, включающий 156 наименований, изложен на 14 страницах.

На защиту выносится:

- обоснование возможности перевода полиолефиновых отходов потребления в материальный ресурс строительной индустрии;

- зависимости физико-химических, физико-механических, релаксационных, термомеханических и термических свойств вторичных полиолефинов от элементного состава и содержания неорганических примесей;

- зависимости влияния соотношения вторичный/первичный полиэтилен(полипропилен) и кратности переработки вторичных полиолефинов на основные физико-механические свойства термопластов;

- зависимости влияния химической природы и содержания тонкодисперсных минеральных наполнителей на физико-механические свойства, термостойкость и показатели пожарной опасности вторичных полиолефинов;

- составы и технология производства эффективных полимерных труб малого диаметра на основе полимерных отходов потребления, основные эксплуатационные свойства разработанных полимерных строительных материалов;

- результаты опытного и опытно-промышленного внедрения проведенных экспериментальных исследований, технико-экономические показатели производства и применения полимерных труб из вторичных полиолефинов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Полимерные трубы в мире пользуются все большей популярностью. Это связано с высокими эксплуатационными характеристиками, которыми обладают современные полимерные материалы. В работе отмечается, что наибольшее распространение в строительстве получили полимерные трубы на основе полипропилена и полиэтилена. Минимальный срок эксплуатации таких трубопроводов (50 лет) установлен в ГОСТ Р 52134-2003. В диссертации анализируются некоторые аспекты сбора, хранения и переработки отходов потребления. Показано, что одним из эффективных инструментов минимизации образования полимерных отходов является использование непригодных к дальнейшему применению полимерных изделий в качестве вторичного сырья для производства полимерных труб.

До настоящего времени не изучены кристаллическая структура и свойства вторичных полиолефинов. Не исследовались элементный состав и количество неорганических примесей, релаксационные свойства и химическая стойкость полимерных материалов на основе вторичных полиолефинов. Также не изучено влияние кратности переработки, содержания и химической природы тонкодисперсных минеральных наполнителей на структуру, физико-механические свойства и показатели пожарной опасности вторичных полиолефинов.

На основании анализа научно-технической литературы высказана научная гипотеза о методах повышения эффективности полимерных труб на основе вторичных полиолефинов. Было предположено, что использование минеральных наполнителей позволит улучшить структуру, повысить прочность и уменьшить показатели пожарной опасности вторичных полиолефинах. Это позволит снизить энергозатраты, повысить эксплуатационную надежность, значительно уменьшить затраты на производство полимерных труб, а так же понизить антропогенную нагрузку на окружающую природную среду.

При разработке полимерных труб на основе вторичных полиолефинов, использовали медицинские полимерные отходы. Для сравнительного анализа использовали первичный полипропилен (ПП) высшего сорта марки 21007, отвечающий требованиям ГОСТ 26996-86 и первичный полиэтилен высокого давления (ПЭВД) высшего сорта марок 10204-003 и 15303-003, отвечающий требованиям ГОСТ 16337-77. В качестве наполнителей применяли Al(OH)₃, мел, TiO₂, ZnO, NaHCO₃, MgCO₃ и другие добавки, а в качестве пигмента - углерод технический (сажа) марки ДГ-100 и пигмент СКП № 902.

В работе при определении структуры, физико-химических, термомеханических и термических свойств вторичных полиолефинов и материалов на их основе использовали спектрометр марки “Magna-750 IR”, рентгеновский спектрометр VRA-30, микроскоп ПОЛАМ - Л213М (ЛОМО), дифрактометр Bruker Smart 1000, термоаналитический комплекс DuPont 9900 и другое современное оборудование, а обработку результатов экспериментальных исследований проводили методами математической статистики с использованием компьютерных программ.

полиолефиновый отходы строительный

Таблица 1 Результаты рентгеноспектрального анализа

Результаты рентгеноспектрального анализа полиолефинов (табл. 1) показали, что во вторичных полиолефинах в небольшом количестве присутствуют неорганические примеси. Характер и количество неорганических примесей зависит от марки полимера. По нашему мнению, присутствующие в незначительном количестве неорганические примеси способствуют образованию более совершенной кристаллической структуры полимера. Для выявления кристаллической структуры нами были получены микроснимки вторичных полиолефинов в поляризованном свете (рис. 1). В результате было установлено, что степень кристалличности первичного и вторичного полиэтилена составляет 56 и 66 %, соответственно, а для первично и вторичного полипропилена - 70 и 83 %, соответственно.

Рис. 1 Микрофотографии первичного (а) и вторичного (б) полипропилена; первичного (в) и вторичного (г) ПЭВД

Кривые сжатия исследованных материалов позволили охарактеризовать влияние состава первичных и вторичных полиолефина на их модуль упругости. Для этого были построены зависимости модуля упругости от деформации сжатия образцов полимеров (рис. 2, 3). Установлено, что наклон кривых сжатия вторичного ПЭВД существенно выше, чем первичного полимера, т.е. модуль упругости вторичного ПЭВД (427 МПа) значительно больше, чем у первичного ПЭВД (94 МПа). Разрушающее напряжение при сжатии вторичного ПЭВД равно 17 МПа, а первичного полимера - 4.2 МПа. Для полипропилена установлена та же закономерность (рис. 3), что и в случае с вторичным ПЭВД (модуль упругости первичного и вторичного ПП составляет 300 МПа и 822 МПа соответственно. Прочность вторичного ПП при сжатии равна 29,7 МПа, а первичного - 16.4 МПа).

Результаты испытаний вторичных и первичных полиолефинов на статический изгиб показали, что более высокой прочностью обладают вторичные материалы. Удельная ударная вязкость имеет меньшие значения для вторичных ПП и ПЭВД (табл. 2). Это обусловлено тем, что во вторичных полиолефинах присутствуют неорганические примеси (табл. 1). Результаты испытаний на твердость по Бринеллю показали, что модуль упругости, рассчитанный как по данным на сжатие, так и по значения твердости, увеличивается во вторичных образцах в два раза (табл. 2).

Исследование вынужденно-эластической деформации полиолефинов показало, что для вторичного ПЭВД наблюдается хрупкое разрушение. Установлено, что разрушающее напряжение (у_p) и модуль упругости (E_p) при растяжении первичного ПЭВД составляют 13,9 и 330 МПа, а для вторичного полиэтилена эти показатели равны 29,0 и 950 МПа соответственно. В тоже время удлинение при разрыве (е_p) вторичного полимера значительно ниже (6 %), по сравнению с первичным ПЭВД (564 %).

Аналогичная закономерность наблюдается и при испытании вторичного полипропилена. Проведенными исследованиями установлено, что разрушающее напряжение и модуль упругости при растяжении первичного полипропилена составляют 14,7 и 500 МПа соответственно. У вторичного полипропилена эти показатели в 1,8 и 2,3 раза выше и равны 26,6 и 1150 МПа соответственно. Однако удлинение при разрыве вторичного полипропилена (19,8 %), значительно меньше, чем у первичного полипропилена (747,8 %).

Таким образом, полимерные материалы, полученные из вторичного сырья, обладают существенной большей прочностью и модулем упругости по сравнению с материалами на основе первичных полимеров. В тоже время материалы из вторичных полимеров обладают существенно меньшей предельной деформацией. Установленные зависимости прочностных и деформационных свойств вторичных полимеров в условиях сжатия, растяжения, динамического и статического изгиба, полученные при кратковременных режимах испытания, недостаточны для прогнозирования и расчета работоспособности полимерных материалов в сложных условиях эксплуатации.

В связи с тем, что исследуемые материалы являются вязкоупругими физическими телами, в нагруженном состоянии в них возникают упругие и пластические деформации. Указанные деформации могут служить причиной возникновения процессов релаксации, которые более точно описывают механическое поведение материалов. Поэтому для оценки характера механического поведения вторичных полиолефинов анализировали кривые релаксации напряжения (рис. 4, 6). Анализ показал, что при одной и той же деформации е₀ кривые релаксации напряжения для первичного ПЭВД располагаются ниже, чем для вторичного полимера. Это приводит к тому, что для поддержания одной и той же деформации в условиях релаксации напряжения для вторичного ПЭВД требуются гораздо большие напряжения. Отличительная особенность ПЭВД состоит в том, что для первичного ПЭВД наблюдается линейное механическое поведение во всем исследованном интервале деформаций е₀, в то время как для вторичного ПЭВД наблюдается нелинейное механическое поведение при деформации е₀ равной 4%.

Расчеты экспериментальных данных, проведенные как для линейного, так и нелинейного случаев, показали, что значения модуля упругости E₀ для вторичного ПЭВД более чем в 4 раза выше, чем для первичного полимера. Квазиравновесный модуль E_?, полученный путем аппроксимации, для вторичного ПЭВД выше в 2,5 раза, чем для первичного ПЭВД (рис. 5). Величина д, характеризующая избыточный активационный объем, в котором происходит один элементарный акт процесса релаксации, для вторичного ПЭВД составляет 8600 см³/моль. На одно повторяющееся звено ПЭВД эта величина д равна 4290 Е³. Если принять, что этот объем заключен в сфере, то ее диаметр будет равен ~20Е, что является разумным значением и соответствует несколько большему размеру, чем размер звена ПЭВД.

Аналогичные исследования были проведены для первичного и вторичного полипропилена при постоянных деформациях 2, 3 и 4%. Установлено, что как начальное, так и релаксирующее напряжение при 2-4% деформации для вторичного ПП существенно выше, чем для первичного полимера (рис. 6). Это свидетельствует о том, что вторичный ПП является существенно более жестким материалом.

Таблица 2 Физико-механические свойства вторичных полиолефинов

Из рис. 7 хорошо видно, что релаксирующие модули для первичного ПП довольно хорошо укладываются в узкий пучок, что свидетельствует о линейном механическом поведении. Для вторичного ПП с ростом величины деформации зависимости релаксирующего модуля от времени существенно снижаются, что свидетельствует о нелинейном механическом поведении.

Установлено, что избыточный свободный объем и его диаметр для вторичного ПП составляют 132,8 Е³ и 6,33 Е соответственно. Установлено, что термомеханические кривые первичных и вторичных полиолефинов (рис. 8) практически идентичны, а термо- и термоокислительная стабильности вторичных полимеров (рис. 9) практически не отличаются от первичных полимеров, что позволяет рассматривать их поведение в условиях эксплуатации с единых позиций.

В результате проведенных исследований влияния кратности переработки на физико-механические свойства вторичных полиолефинов установлено, что прочность вторичных полиэтилена и полипропилена возрастает на 3,35-16,50% при 3-4 кратной переработке полиолефинов. Это обусловлено, по нашему мнению, повышением степени кристалличности полиолефинов из-за роста концентрации неорганических примесей, поступающих в материал при его переработке. При 5-и кратной переработке разрушающее напряжение при сжатии и изгибе вторичного полиэтилена незначительно снижается и составляет 14,06 и 22,25 МПа. Для вторичного ПП эти показатели равны 33,23 и 36,50 МПа соответственно. Причем характер зависимости прочности полиолефинов от кратности переработки для вторичных полиэтилена и полипропилена идентичен, что свидетельствует об аналогичных химических процессах, протекающих в полимерах при их переработке. В тоже время относительное удлинение при разрыве вторичных полиолефинов линейно снижается с увеличением кратности их переработки: с 6 до 4% для ПЭВД и с 19,8 до 16,5% для ПП (рис. 10). Таким образом, для производства строительных материалов, обладающих высокими эксплуатационными свойствами можно использовать вторичные полиолефины с различной кратностью переработки.

Для повышения деформативных характеристик материалов на основе вторичных полиолефинов необходимо либо совмещать их с первичными полимерами, либо вводить модифицирующие добавки. Для того чтобы не менять технологический процесс производства полимерных труб в работе использовалась возможность повышения относительного удлинения при разрыве вторичных полиолефинов за счет их частичной замены первичными полимерами. В результате проведенных исследований установлено, что с ростом содержания в исходной композиции первичных полиолефинов (до 50 %) разрушающее напряжение при сжатии, изгибе и растяжении смеси вторичного и первичного ПЭВД снижается с 17,0; 22,7; 29,1 МПа до 10,0; 20,5; 21,1 МПа соответственно. Относительное удлинение при разрыве возрастает более чем в 15 раз с 6,0 до 94,2%, а удельная ударная вязкость повышается с 7,1 до 14,7 кДж/м² (рис. 11).

Аналогичные закономерности наблюдаются и при частичной замене вторичного полипропилена первичным ПП. При этом разрушающее напряжение при сжатии, изгибе и растяжении, твердость по Бринеллю уменьшаются с 29,7; 35,5; 26,6; 45,6 МПа до 23,3; 33,6; 20,2; 35,0 МПа соответственно. Одновременно в 7,5 раз возрастает относительное удлинение при разрыве (с 19,8 до 148,6%) и в 3,7 раза повышается удельная ударная вязкость (с 5,4 до 20,1 кДж/м²) вторичного ПП.

Оптимальным содержанием первичных полиолефинов в смеси с вторичными полимерами является ~20%. При таком содержании строительные материалы на основе вторичных полиолефинов обладает не только высокими прочностными показателями, но и имеют удовлетворительное относительное удлинение при разрыве (37,7-65,3%).

Комплексное исследование влияния неразлагающихся неорганических наполнителей на физико-механические и термические свойства композиционных материалов исследованы на примере вторичного ПП. Установлено, что с увеличением степени наполнения снижаются температура и теплота плавления, предельные деформационно-прочностные показатели и возрастает жесткость полипропилена (табл. 3). В то же время горючесть (КИ равен 17,8…19,4%) и термостойкость наполненного ПП практически не зависит от содержания наполнителей: температура начала разложения (Т_нр) составляет 250…260°C, а температура максимальной скорости разложения (T_max) -410...415°C. Это указывает на то, что исследованные наполнители не влияют на механизм термоокислительной деструкции, закономерности разрыва макромолекул полипропилена в композитах. Дымообразующая способность (рис. 12) наполненного полипропилена закономерно снижается с ростом содержания неорганических наполнителей.

Таблица 3 Физико-механические свойства наполненных вторичных полиолефинов

Производство полимерных труб малого диаметра на основе вторичных полиолефинов осуществлялся методом экструзии на действующей технологическом оборудовании. Оптимальные составы для производства наполненных полимерных труб малого диаметра на основе вторичных полиолефинов состоят из 74,4-75,2% полимерных отходов, 18,6-18,8% первичных полиолефинов, 5,0-6,2% тонкодисперсных минеральных наполнителей и 0,8-1,0% пигмента.

В период с 08 по 16 октября 2007 г. и с 01 по 25 апреля 2008 г. методом экструзии были выпущены опытные и опытно-промышленные партии полимерных труб на основе вторичных полиэтилена и полипропилена, полученных из полимерных отходов потребления, объемом 3780 и 864 п.м. соответственно. Полимерные трубы использованы при строительстве и реконструкции социальной сферы г. Вологды: для прокладки канализационных сетей и защиты силовой и слаботочной электрических проводок от механических повреждений при скрытой прокладке. Реальный экономический эффект от внедрения в строительство полимерных труб на основе вторичных полиолефинов составил более 16 тыс. руб., а расчетный экономический эффект от внедрения 20 тыс. п.м. труб превысит 131 тыс. руб.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Обоснована возможность получения методом экструзии эффективных полимерных труб малого диаметра (до 110 мм) на основе наполненных вторичных полиолефинов, полученных из полиолефиновых отходов потребления и содержащих небольшое количество неорганических примесей, играющих роль зародышей структурообразования во вторичном полимере.

2. Разработаны составы и технология производства методом экструзии наполненных полимерных труб малого диаметра на основе полимерных отходов потребления, обладающих высокими эксплуатационными свойствами.

3. Установлено, что по прочностным показателям вторичные полиолефины превосходят первичные ПЭВД и ПП. Однако относительное удлинение при разрыве (6-19,8%) вторичных полимеров значительно меньше, чем для первичных полиолефинов, модуль упругости вторичных полиолефинов характерен для переходной зоны из стеклообразного в высокоэластическое состояние для всех известных полимеров.

4. С помощью разработанной ЭВМ-программы расчета параметров релаксации полимеров проведен анализ релаксационных кривых первичных и вторичных полиолефинов, который показал, что вторичные полиэтилен и полипропилен могут применяться в конструкциях и изделиях, работающих при больших нагрузках в различных деформационных режимах.

5. Установлено, что термомеханические кривые первичных и вторичных полиолефинов практически идентичны. Это указывает на то, что строительные материалы на основе вторичных полиолефинов можно использовать в тех же температурных режимах эксплуатации, что и материалы из первичных полимеров: максимальная длительная рабочая температура вторичного ПП простирается до температуры +77C и до +59C - для вторичного полиэтилена.

6. Выведена адекватность аппроксимации кривых релаксации напряжения в нелинейной области механического поведения, которая описывает данный процесс с хорошей точностью. Квазиравновесный модуль E_? для ПЭВД выше в 2,5 раза, а избыточный свободный объем ПЭВД 14280 Е³, для ПП 132,8 Е³.

7. По термо- и термоокислительной стойкости вторичные полиэтилен и полипропилен, практически не отличаются от первичных полимеров. Это указывает на то, что они могут перерабатываться в строительные изделия в тех же температурных режимах, что и первичные полиолефины.

8. Установлено, что для производства строительных материалов, обладающих высокими эксплуатационными свойствами, можно использовать вторичные полиолефины различной кратности переработки. Оптимальным содержанием первичных полиолефинов в смеси с вторичными полимерами является 20%. При таком содержании строительные материалы на основе вторичных полиолефинов обладает не только высокими прочностными показателями, но и имеют удовлетворительное относительное удлинение при разрыве (37,7-65,3%).

9. Установлено, что минеральные наполнители не влияют на термостойкость полимеров, повышают жесткость и снижают дымообразующую способность вторичных полиолефинов.

10. Методом экструзии были выпущены опытные и опытно-промышленные партии полимерных труб на основе вторичных ПЭВД и ПП, полученных из полимерных отходов потребления, объемом 3780 и 864 п.м. соответственно. Полимерные трубы использованы при строительстве и реконструкции социальной сферы г. Вологды: для прокладки канализационных сетей и защиты силовой и слаботочной электрических проводок от механических повреждений при скрытой прокладке. Реальный экономический эффект от их внедрения составил более 16 тыс. руб. Расчетный экономический эффект от внедрения 20 тыс. п.м. превысит 131 тыс. руб.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОТРАЖЕНО В РАБОТАХ

1. Попова М.Н., Голованов А.В., Рябов А.А. Полимерные отходы - сырье для изготовления строительных материалов // Успехи современного естествознания. - 2005. - №11, с. 82-83.

2. Андрианов Р.А., Попова М.Н., Голованов А.В., и др. Строительные материалы на основе вторичных полимеров // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. - 2005. - № 12, с. 34-35.

3. Попова М.Н., Голованов А.В., Пахнева О.В. Физико-механические свойства материалов, изготовленных из полимерных отходов лечебно профилактических учреждений // Конструкции из композиционных материалов. - 2006. - Вып.2, с. 37-39.

4. Попова М.Н., Голованов А.В., Пахнева О.В. Оценка свойств вторичного полиэтилена // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. - 2006. - № 9, с. 12-14.

5. Соловьева Е.В., Голованов А.В. Исследование термомеханических свойств вторичных полимеров// Научно-технический журнал Вестник МГСУ.- М.: МГСУ, - 2009. - №1, с.344-347

6. Аскадский А.А., Попова М.Н., Голованов А.В., и др. Анализ релаксации напряжения в нелинейной области механического поведения // Высокомолекулярные соединения. - 2009. - Т. 51, №5, с.838-844.

7. Соловьева Е.В., Голованов А.В., Славин А.М., и др. О технологиях получения строительных материалов на основе отработанных полимеров // Промышленное и гражданское строительство. -2009.-№4, с. 56-57.

8. Соловьева Е.В., Голованов А.В., Аскадский А.А. О физико-химических свойствах вторичных строительных полимерных материалов // Промышленное и гражданское строительство. -2009.-№5, с. 62-64.

9. Голованов А.В., Соловьева Е.В., Марков В.А., и др. Исследование возможности использования отходов полипропилена для изготовления изделий различного назначения // Экология промышленного производства. - 2009. -№3, с.54-60.

10. Аскадский А.А., Марков В.А., Голованов А.В., и др. Расчет параметров релаксации напряжения первичных и вторичных полимеров в линейной и нелинейной областях механического поведения // Информационные технологии в проектировании и производстве. - 2009. -№3, с.76-83.

11. Голованов А.В., Попова М.Н., Марков В.А., и др. Сравнительный анализ релаксационных свойств первичного и вторичного полипропилена // Пластические массы.-2009. -№6, с.40-45.

Размещено на Allbest.ru