Анализ разработок высоконаполненных композитных материалов на основе поливинилхлорида

Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Анализ разработок высоконаполненных композитных материалов на основе поливинилхлорида

Шехахмедова А.И.

Христофорова И.А.

Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых Владимир, Россия

Наполненный поливинилхлорид - это композитный материал, состоящий из сыпучего инертного наполнителя и полимера. Сегодня преимущества этого композитного материала позволяют завоевывать все большее доверие потребителей и обуславливают широкое его применение. Данный материал имеет ряд преимуществ, которые оценивают потребители. Хорошие физико-механические свойства, химическая стойкость и, в то же время, легкость изделий, неограниченная цветовая гамма, возможность изготавливать изделия любой формы и неприхотливость в уходе, позволяют выигрывать искусственному материалу у натурального. Полимерная матрица, определяющая такие свойства изделий как, например, химическая и вибрационная стойкость, позволяют применять ПВХ-материал и конструкции из него там, где традиционные материалы, такие как, например, бетон будет разрушаться, или будет иметь менее эстетический вид и практическое применение. Из него изготавливают литьевой мрамор - искусственный камень, имитирующий различные типы натуральных камней, здесь на первое место выходит эстетика конечного изделия. Литьевой мрамор с использованием различных типов наполнителей и красителей позволяет получить полную имитацию природного мрамора, малахита, яшмы. Возможности дизайна: одноцветный мрамор, эффект гранита, эффект замши, золота, бронзы, серебра и др.

По виду смолы полимербетоны разделяют на фурановые, эпоксидные, полиэфирные, феноло-формальдегидные. Кроме того, известны материалы, получаемые на основе карбамидных, полиуретановых и других смол. В современной практике для получения материалов применяются и комбинированные полимерные связующие, состоящие из двух или нескольких видов смол, с добавлением пластификаторов и других модифицирующих веществ.

Для приготовления композиций используют синтетические смолы (ненасыщенную полиэфирную смолу ПН-1, фурано-эпоксидную смолу ФАЭД), отвердители синтетических смол (гипериз ГП, полиэтиленполиамин ПЭПА), крупный заполнитель (кислотостойкие щебень или гравий), в качестве мелких заполнителей кварцевые пески, в качестве наполнителя андезитовую муку, кварцевую муку. Наполнители и заполнители должны быть сухими с остаточной влажностью не более 1 % .

Расход материалов в % по массе приблизительно следующий:

* щебень гранитный 50%

* песок кварцевый 20-25%

* наполнитель 10-15%

* синтетическая смола 10-13%

* отвердитель 0,5-1%

Наполненный ПВХ позволяет имитировать различные натуральные камни, создавать всевозможные цветовые и фактурные композиции. Изделия из него отличаются очень красивым внешним видом, химической и атмосферной стойкостью, низкой теплопроводностью (теплые на ощупь) и долговечностью. Достаточно легко создаются изделия с любой геометрией.

Для организации производства не нужно сложного и дорогого оборудования.

Материал позволяет иметь широкий ассортимент изделиий:

1. Кухонные столешницы (при соединении деталей между собой стык практически не виден).

2. Барные стойки, столы для регистрации в отелях.

3. Столешницы в кафе и ресторанах (особенно практично при эксплуатации на улице).

4. Столешницы для ванных комнат, а также помещений с повышенной влажностью.

5. Прилавки торговых точек.

6. Подоконники.

7. Различные элементы интерьеров.

Наполненные композиты (их еще называют полимербетоны) представляют собой композиции из минерального сырья (80%) и полиэфирных смол (20%). Они обладает уникальными свойствами, дающими им превосходство над натуральным камнем. Их по праву можно назвать "новым поколением" искусственного камня. Гибкая технология производства позволяет изготавливать изделия различных форм и размеров. Искусственный камень абсолютно не боится воздействия агрессивных сред и по своим эксплуатационным и потребительским характеристикам превосходит натуральный камень. В частности это касается таких показателей, как прочность, износостойкость и морозоустойчивость.

Полимербетон - это твердая смесь кварцевого песка, щебня или других инертных наполнителей с полиэфирной смолой. Изделия из полимербетона имеют много позитивных качеств: высокую стойкость к механическим воздействиям, термостойкость, минимальный коэффициент водопоглощения (меньше чем у натурального гранита), высокую морозостойкость, устойчивость к действию агрессивных сред (кислот, ацетона, различных растворителей, щелочей), прекрасный эстетический вид (могут имитировать гранит, мрамор, малахит).

Кроме того, материал по прочности на удар превосходит натуральный камень, не боится царапин (даже если на поверхности изделия и появится царапина, то ее возможно легко устранить, так как поверхность камня легко поддается шлифовке, а рисунок и цвет камня не изменится благодаря однородной структуре материала).

Подоконник, сделанный из полимербетона, - это материал состоящий из натурального каменного наполнителя (речной песок, молотый гранит) и синтетического связующего (полиэфирная смола, которая также применяется при производстве мебели). Подоконник имеет декоративное покрытие толщиной около 1мм, прозрачное или окрашенное в различные цвета. Имитировать можно, мрамор, различные виды и цвета гранита, оникс и практически любые виды природного камня, цветовая гамма практически не имеет ограничений.

Это только несколько цветовых решений изделий из полимербетона, в производстве изделий из полимербетона практически нет ограничений цветов и оттенков, также возможно производство прозрачных изделий.

Для более подробного понимания вещества необходимо первоначально изучить его главные составляющие. В нашем случае ими являются поливинилхлорид и доломит.

Поливинилхлорид - синтетический термопластичный полярный полимер. Продукт полимеризации винилхлорида. Твердое вещество белого цвета. Выпускается в виде капилярнопористого порошка с размером частиц 100-200 мкм, получаемого полимеризацией винилхлорида в массе, суспензии или эмульсии. Порошок сыпуч и хорошо перерабатывается. На основе поливинилхлорида получают жесткие (винипласт) и мягкие (пластикат) пластмассы, пластизоли (пасты), поливинилхлоридное волокно. Винипласт используется как жесткий конструкционный материал, применяемый в строительстве в виде погонажа, профилей, труб.

Пластикат применяется для изготовления пленок, шлангов, клеенки, линолеума.

Обычное обозначение поливинилхлорида на российском рынке - ПВХ, но могут встречаться и другие обозначения: PVC (поливинилхлорид), PVC-P или FPVC (пластифицированный поливинилхлорид), PVC-U или RPVC или U-PVC или UPVC (непластифицированный поливинилхлорид), CPVC или PVC-C или PVCC (хлорированный поливинилхлорид), HMW PVC (высокомолекулярный поливинилхлорид). Не горит на воздухе, но обладает малой морозостойкостью (-15 °C). Нагревостойкость: +65 °C.

Доломит был назван минерал и горная порода в честь французского минералога и химика конца ХVIII века Доломьё. Для наружных и внутренних отделочных работ доломит - идеальный отделочный материал. Он имеет, как правило, белый или серый цвет, однако, встречаются и другие оттенки - желтоватые, красноватые и др.

Доломит - минерал породообразующий. Он принадлежит к классу карбонатов, являясь огнеупорным и очень стойким. Он наделен великолепными природными свойствами натурального камня. Среди них особо стоит отметить:

* высокую прочность,

* приятный рисунок, которые дает возможность создавать необычные композиции. композитный полимер поливинилхлорид

Цвет доломита идеально сочетается почти со всеми материалами, как природными, так и искусственными. Как природный камень, доломит по своим физическим характеристикам наделен:

* долговечностью; * морозостойкостью;

* высокой прочностью.

Основными для доломитов считаются четыре цвета, но в природе встречается, как правило, белый, коричневый, желтоватый. Изредка в естественном виде можно увидеть ценные розовые доломиты, а также полупрозрачные и прозрачные.

Природные и синтетические материалы в их естественном виде уже не удовлетворяют требованиям конструкторов, архитекторов и технологов. Сегодня разрабатывают полимерные строительные композиты, сочетая различные материалы и проявляя их лучшие стороны в той степени, в которой это нужно для каждого конкретного применения. В настоящее время значительное внимание придается комплексному использованию природного сырья, и все большее применение находят в термопластичных полимерных матрицах, занимающих лидирующее положение по использованию в строительстве, в качестве наполнителей древесные отходы в виде опилок, древесной муки и продуктов переработки мебельного производства, имеющие практически неограниченную сырьевую базу. Объем таких отходов равен примерно 70 млн. м /год, и вовлечение их в практику решает задачи утилизации, защиты окружающей среды и создания новых композитов с повышенными, а иногда и уникальными свойствами.

В настоящее время популярна модификация полимеров нанодобавками, позволяющая создавать композиты нового поколения с улучшенными характеристиками при использовании микродоз модификаторов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Мукиевский, А.П. Как превратить отходы в доходы / А.П. Мукиевекий // Биоэнергетика. 2008. - № 2. - С. 63-66.

2. Свешникова, Е.С. Использование отходов сельскохозяйственного производства для наполнения полимеров / Е.С. Свешникова, И.А. Челышева, Л.Г. Панова // Пластические массы. 2008. -№1. - С. 29-31.

2. Гроссман, Р.Ф. Руководство по разработке композиций на основе ПВХ / Под. ред. Р.Ф. Гроссмана. Пер. с англ. под ред. В.В. Гузеева. СПб.: Научные основы и технологии, 2009. - 608 с.

3. Уилки, Ч., Саммерс, Дж., Даниелс, Ч. Поливинилхлорид / Ч. Уилки, Дж. Саммерс, Ч. Даниелс. Пер. с англ. под ред. Г.Е. Заикова. СПб.: Профессия. - 2007. - 728 с.

4. Advanced polymer and wood fiber composite and structural component : pat. US 5827607 С 08 L 97/02 / P. Giuseppe, M. Deaner. ; assignee: Andersen Corporation, Bayport, MN (US). № 08/543959 ; filling date 17.10.1995 ; publication date 27.10.1998. - 11 p.

5. Тагер, А.А. Взаимодействие наполнителей с полимерами / А.А. Тагер, С.М. Юшкова // Пластические массы. 1987. - №5. - С. 26-27.

6. Низамов, Р.К. Поливинилхлоридпые композиции строительного назначения с полифункциопальными наполнителями : дис. . докт. техн. наук : защищена 29.05.2007 / Р.К.Низамов Казань. - 2007. - 369 с.

7. Лукасик, В.А. Композиционные материалы на основе полимерных и других органических отходов / В.А. Лукасик, А.Г. Жирнов // Пластические массы. 2000. - № 7. - С. 3940.

8. Пичугин, А.П. Экологические проблемы эффективного использования отходов и местного сырья в строительстве / А.П. Пичугин, A.C. Денисов, В.Ф. Хританков // Строительные материалы. 2005. - №3.

Размещено на Allbest.ru