Влияние минеральных наполнителей на процессы газообразования в пенополимерминеральных системах
Выяснение роли и механизма действия минеральных наполнителей на высоконаполненные пенополиуретановые системы. Анализ процессов, происходящих в пенополимерминеральных композициях, применяемых для получения теплогидроизоляционных конструкций теплопроводов.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 26.02.2017 |
| Размер файла | 35,4 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.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Влияние минеральных наполнителей на процессы газообразования в пенополимерминеральных системах
теплогидроизоляционный минеральный наполнитель пенополиуретановый
Умеркин Г.Х., д.т.н., Копцов В.А.,
Семенова Е.С. ОАО «ВНИПИэнергопром»
Для выяснения роли и механизма действия минеральных наполнителей на высоконаполненные пенополиуретановые системы в ОАО «ВНИПИэнергопром» были проведены исследования процессов, происходящих в пенополимерминеральных (ППМ) композициях, используемых для получения теплогидроизоляционных конструкций теплопроводов.
Образование пузырьков газа в полимерной композиции - первый этап получения пены. Для ППМ систем таким газом является двуокись углерода, выделяющаяся при взаимодействии изоцианата с различными компонентами системы.
Ниже приведены результаты исследований, проведенных в ОАО «ВНИПИэнергопром» по изучению влияния различных наполнителей на процесс зарождения пузырьков CO2 (рис.1).
Как видно из рисунка, в отсутствие добавок не наблюдалось никаких изменений системы (кривая 4) в течение более 20 секунд.
При добавлении мелкодисперсных наполнителей: двуокиси титана (кривая 3), алюминиевой пудры (кривая 1) и мелкодисперсного, а также крупнодисперсного песка (кривая 2) наблюдается картина нарастания активности газообразования.
Для каждого из наполнителей характерен свой индукционный период и своя скорость начального газообразования. Наиболее активной оказалась алюминиевая пудра.
ППМ композицию следует отнести к категории гетерогенных дисперсных систем, состоящей из газообразователей, жидкой и твердой фаз.
В таких системах инициирование зарождения газовых пузырьков в присутствии готовых поверхностей раздела фаз - дисперсных наполнителей наступает при степенях пересыщения более низких, чем для гомогенных систем.
Активным инициатором зарождения газовых пузырьков являются поверхности раздела фаз, которые образуются при введении нерастворимых в воде наполнителей. На этих поверхностях и происходит адсорбция молекул двуокиси углерода - основного вспенивающего агента и рост газовых пузырьков.
Таким образом, в гетерогенной ППМ композиции инициаторами зарождения газовых пузырьков являются дисперсные инертные наполнители.
Газ, выделяющийся из раствора, быстро образует в жидкой фазе бесчисленное множество пузырьков CO2. Эти пузырьки быстро стабилизируются во время отверждения композиции, когда быстро нарастает вязкость системы.
Рисунок 1 Влияние химической природы добавок на процесс зарождения пузырьков СО2 в ППМ композиции
Согласно (1) процесс образования газовых пузырьков в растворе газ - жидкость можно представить в схематическом виде (рис.2).
Рисунок 2 Измерение концентрации газа в растворе при образовании и росте ячеек в полимерной фазе
Эту теоретическую схему можно применять для описания процесса образования ППМ композиций. Предположим, вначале, что в системе отсутствует агент зародышеобразования.
В зоне I раствор пересыщен газом до такой концентрации, при которой начинается самозарождение пузырьков с одновременным быстым образованием пены. Увеличить скорость образования газа можно химическим путем - введением катализаторов, реакции изоцианата с водой или физическим - повышением температуры или снижением давления.
Самозарождение пузырьков газа (зона II) продолжается до тех пор, пока концентрация газа не начинает уменьшаться за счет образования новых пузырьков и диффузии газа в ранее образовавшиеся пузырьки. С этого момента пузырьки могут увеличиваться в размерах при диффузии газа из меньших пузырьков в большие, при слиянии пузырьков, при температурном расширении газа в пузырьках.
Интервал зоны I равен примерно 10 сек. Начало зоны II соответствует появлению пены. Время, соответствующее зоне II, зависит от рецептуры, типа катализатора, связующего и т.д., но составляет не менее 80-120 сек. - времени достижения максимального объема пены. Интервал зоны III определяется по моменту, когда закончен подъем пены.
Таким образом на начальных стадиях образования пены действует ряд факторов, стабилизирующих процесс получения пенополимерминеральных композиций:
- уменьшение избытка адсорбированного компонента (по мере утонения пленки) увеличивает поверхностное натяжение утонению и разрыву пленки;
- увеличение вязкости полимерной фазы препятствует утонению перегородок; для вспененной ППМ системы этот фактор играет наибольшую роль и преобладает спустя примерно 60 секунд после начала образования пены.
Важен и фактор изменения вязкоупругих свойств пеносистемы. При получении жестких ППМ система переходит в пластичный гель, а затем превращается в жесткий полимер.
Из рисунка 2 видно, что момент интенсивного увеличения объема пены сопровождается увеличением молекулярной массы композиции и образованием трехмерной сетчатой структуры.
Жидкая полимерная фаза в процессе отверждения постоянно переходит в высоковязкий полимер. Отдельные узлы разветвления превращаются в поперечные связи, полимерная фаза становится нерастворимой, но сохраняет эластичность. Дальнейшее развитие сетчатых элементов структуры приводит к резкому снижению вязкости.
В моменты максимального газовыделения стенки пор могут разрываться, что приводит к образованию открытоячеистых систем.
Раскрытие пор может не происходить, когда в момент максимального газообразования степень превращения в сетчатый полимер недостаточно высока и после окончания газовыделения отверждение системы происходит с высокой скоростью. В нашей практике получения ППМ композиций получалась преимущественно закрытоячеистая система, так как в момент максимального газовыделения достигалась высокая степень превращения олигомера в прочный полимер за счет вспенивания и отверждения ППМ системы в области высокоэластичного состояния.
Кроме того в нашем технологическом процессе используется изохорный способ получения закрытоячеистой системы путем изменения давления внутри ограниченного объема формы, что предопределяет получение закрытоячеистой структуры ППМ изоляции.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Физико-химические особенности наполнителей. Влияние распределения наполнителя в матрице на физико-механические параметры. Адсорбционные свойства и прочности связи наполнителей. Технология получения электроизоляционных резинотехнических материалов.
научная работа [134,6 K], добавлен 14.03.2011Влияние графитовых наполнителей на радиофизические характеристики композиционных материалов на основе полиэтилена. Разработка на базе системы полиэтилен-графит композиционного материала с наилучшими радиопоглощающими и механическими показателями.
диссертация [795,6 K], добавлен 28.05.2019Подготовительные технологические процессы, расчет количества ткани и связующего для пропитки. Изготовление препрегов на основе тканевых наполнителей. Методы формообразования изделия из армированных композиционных материалов, расчёт штучного времени.
курсовая работа [305,7 K], добавлен 26.03.2016Особенности проектирования изделий из пластмасс. Критерии выбора полимерного материала, применение термопластичных и армирующих материалов, наполнителей, влияние влаги. Выбор допускаемых напряжений и дифференциальный метод определения запаса прочности.
реферат [27,2 K], добавлен 28.01.2011Анализ существующих конструкций, описание и характеристика основных видов пластинчатых конвейеров. Охрана труда и технологическое оборудование линии разлива минеральных вод. Техническое обслуживание и ремонт механизированного участка транспортирования.
дипломная работа [918,1 K], добавлен 29.06.2011Обоснование технологической схемы производства мороженого. Характеристика, факторы формирования и требования к качеству сырья и готовой продукции; ассортимент, органолептические и физико-химические показатели. Применение фруктовых и злаковых наполнителей.
курсовая работа [428,5 K], добавлен 17.06.2014Материалы: формы поставки, типизация и приготовление сырья. Подготовка полимерного сырья. Прессование реактопластов, армированных волокнистых наполнителей и слоистых изделий. Конструкции и виды прессов для литьевого давления. Процесс снятия облоя.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 14.12.2014Изучение принципов стандартизации продукции, деятельности по установлению правил и характеристик в целях их добровольного многократного использования. Анализ защиты интересов потребителей и государства по вопросам качества продукции, процессов и услуг.
реферат [29,8 K], добавлен 16.02.2012Общие сведения о процессе обессоливания нефти. Подготовка нефти к переработке путем удаления из нее воды, минеральных солей и механических примесей. Анализ коррозирующего действия соляной кислоты. Применение магнитных полей в процессе обессоливания.
реферат [494,4 K], добавлен 14.11.2012Системы обеспечения микроклимата как объекты автоматизации. Звено автоматизированной системы. Переходные процессы в системах автоматического регулирования. Динамические характеристики звеньев. Передаточная функция параллельно соединенных звеньев.
реферат [1,1 M], добавлен 04.08.2009АО "ФосАгро-Череповец" как один из мировых лидеров по производству фосфорсодержащих удобрений. Знакомство с этапами проектирования ленточного конвейера производительностью 21т/ч склада готовой продукции участка №1 производства минеральных удобрений.
дипломная работа [834,4 K], добавлен 19.02.2017Зависимость физико-механических и прочностных свойств бумаги от взаимодействия между волокнами. Добавление вторичного волокна, древесной массы, наполнителей с целью увеличения прочности в сухом состоянии. Значение количества гидроксильных связей.
презентация [1,8 M], добавлен 23.10.2013Классификация поворотных столов, применяемых в мехатронных станках. Описание конструкций поворотных столов. Анализ жесткости конструкций поворотных столов: двухосевого поворотного стола RTL500, базовой и новой конструкции поворотного стола CNC200R.
дипломная работа [1,8 M], добавлен 30.04.2011Изучение и анализ сведений о конструкциях машин для измельчения и процессов, происходящих в них. Назначение, область применения и классификация машин для измельчения. Конструкция и принцип действия роторной дробилки. Оценка качества конечной продукции.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 20.02.2010Изучение и анализ существующих конструкций автоматических загрузочных устройств, механизмов автоматического контроля деталей и технологических процессов. Обоснование созданных конструкций. Вариантность при разработке робота технологических процессов.
контрольная работа [500,7 K], добавлен 21.04.2013Прочность полиэтилена при сложном напряженном состоянии. Механический расчет напорных полиэтиленовых труб на прочность, применяемых в системах водоснабжения. Программное обеспечение для расчета цилиндрических труб. Расчет тонкостных конструкций.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 22.08.2012Постановка задач проекта. Синтез кинематической схемы механизма. Синтез рычажного механизма. Синтез кулачкового механизма. Синтез зубчатого механизма. Кинематический анализ механизма. Динамический анализ механизма. Оптимизация параметров механизма.
курсовая работа [142,8 K], добавлен 01.09.2010Анализ характеристик и типов конструкций измерительных рычагов. Пример условного обозначения углового двухпазового рычага с заданными полями допусков. Конструкция угловых рычагов с двумя отверстиями. Контроль действия рычажной системы, ее точность.
контрольная работа [953,1 K], добавлен 23.01.2015Сущность процессов литья. Основные свойства литейных сплавов и влияние их на качество отливок. Анализ технологичности детали. Выбор эффективного способа получения заготовки. Разработка технологии получения детали резанием. Контроль размеров детали.
курсовая работа [512,5 K], добавлен 07.10.2012Общие сведения и классификация бегунов - машин для измельчения материала. Характеристика конструкции, принцип действия и описание процессов, происходящих в машине. Проведение экспериментальных исследований зависимости функции от варьируемых параметров.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 08.11.2010
