авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 ||

Изучение технологических особенностей и свойств композитов на основе полиэтилена и дисперсных наполнителей

-- [ Страница 3 ] --

С целью повышения степени наполнения и улучшения комплекса свойств базальтопластика рассмотрено влияние модифицирующей добавки АГМ-9 и пластификатора ТХЭФ на реологические и физико-механические свойства. По показателю текучести предлагаемые композиции можно перерабатывать методом литья под давлением. Введение АГМ-9 повышает физико-механические свойства, по сравнению с немодифицированной композицией (табл. 8). В большей мере на комплекс свойств оказывает влияние введение пластификатора – ТХЭФ: изгибающее напряжение повышается на 32%, ударная вязкость – на 48 % и твердость по Бринеллю – на 18 %.

Таблица 8

Сравнительная характеристика свойств модифицированных ПКМ

Состав композиции, масс.ч., на 100 масс.ч. ПЭ Изгибающее напряжение, МПа Разрушающее напряжение при растяжении, МПа Ударная вязкость*, кДж/м2 Твердость по Бринеллю, МПа
ПЭНД 17 28 3,3 60
ПЭНД+40 базальта 28 14 13,2 82
ПЭНД+40 базальта** 32 16 16,8 85
ПЭНД+50 базальта** 34 16 17,9 94
ПЭНД+40 базальта*** 37 21 19,6 97

Примечания: коэффициент вариации по свойствам составляет 8 %;

*- образцы испытаны с надрезом;

** - базальт, модифицированный АГМ-9;

*** - базальт, модифицированный ТХЭФ.

Сравнение характеристик разработанных материалов на основе ПЭНД с аналогами (табл. 9) показывает, что полиэтилен, наполненный дисперсным базальтом, по всем физико-химическим и механическим свойства не уступает аналогам.

Таблица 9

Сравнительные характеристики разработанных материалов с аналогами

Состав композиции, масс.ч., на 100 масс.ч. ПЭ Изгибающее напряжение, МПа Теплостойкость по Вика, С Ударная вязкость, кДж/м2 Кислородный индекс, % об.
ПЭНД+40 базальта 28 145 13,2* 25
Аналоги
ПЭНД+30 полифосфатаммония+2ПЭС-5 11 124 15 30
ПЭНД+2ПЭС-5 + 5 полиакрилонитрильного волокна 10 138 15,4 26
100ПЭНД+20 огнезащищенной древесной муки +2ПЭС-5 17,2 - 2,1 -
100ПЭНД+20 хлорпарафина+40СаСО3 20** - 14 28,5

Примечание: *- образцы испытаны с надрезом;

** - разрушающее напряжение при изгибе;

ПЭС-5 - полиэтиленсилоксановая жидкость.

В главе 5 дана оценка технико-экономического уровня разработанных композитов и предложена принципиальная схема технологического процесса их получения.

Экономические расчеты, проведенные совместно с предприятием ЗАО «Тролза-Маркет», подтверждают эффективность применения отходов производства в качестве дисперсных наполнителей, а также замены первичного полиэтилена рецикловым, т.к. затраты на сырье снижаются на 874 701 руб. при применении ПКМ на основе полиэтилена и отходов фенопласта, на 124 957,29 руб. при применении композиции на основе полиэтилена и отходов стеклопластика и на 1 046 347,3 руб. при использовании ПКМ на основе полиэтилена и базальтовой ваты.

Экономические расчеты, подтвержденные в ООО «Фирма «Бриг», доказывают эффективность применения дисперсного минерального наполнителя (базальта) для наполнения полиэтилена, вследствие снижения затрат на сырье на 46 486,8 руб. при выпуске 120 000 шт./год переходников для шлангов.

В ЗАО «Тролза-Маркет» и ООО «Фирма Бриг» осуществлялись наработка опытных партий изделий и апробация технологии получения изделий из дисперсно-наполненного полиэтилена. Изготовленные изделия с использованием в качестве наполнителей отходов производства и минерального наполнителя - базальта соответствуют требованиям нормативных документов на данные виды изделий. Имеются Акт о наработке опытной партии и Справка о внедрении.

Для изготовления изделий из ПКМ на основе термопластичного связующего – полиэтилена и дисперсных наполнителей определены параметры технологического процесса и разработана технологическая схема (рис. 7).

Рис. 7. Технологическая схема изготовления изделий из дисперсно-наполненного полиэтилена: 1 – шаровая мельница; 2 – вибросито; 3 – смеситель; 4 – термошкаф; 5 – 8 – дозаторы; 9 – смеситель; 10 – гранулятор; 11 - литьевая машина; 12 – деталеприемник; 13 - станок механической обработки; 14 – стол контроля готовой продукции; 15 – дробилка

Технологический процесс изготовления деталей функционального назначения отличается вариативностью стадий подготовки сырья, который предполагает измельчение отходов фенопласта, стеклопластика, базальтовой ваты или минерального материала базальта в шаровой мельнице (поз. 1), последующий рассев дисперсного наполнителя с отделением фракции частиц с размером 140 мкм на вибросите (поз. 2) и их дальнейшее непосредственное использование в качестве наполнителя, с загрузкой дисперсного материала в дозатор (поз. 5); либо с модификацией частиц базальта или отходов стеклопластика посредством смешения с функциональными компонентами в смесителе (поз. 3), сушкой (поз. 4) и загрузкой в дозатор (поз. 5).Частицы отходов с размером >140 мкм поступают на повторное измельчение в дробилку (поз. 1).

По предлагаемой технологии получены готовые изделия и дана комплексная оценка их качественных характеристик на соответствие требованиям нормативных документов.

ВЫВОДЫ

        1. Доказана эффективность использования для наполнения полиэтилена дисперсного базальта, обеспечивающего повышение ударной вязкости композита в 3 раза, увеличение изгибающего напряжения на 60-65% и твердости по Бринеллю на 38-40% при достижении кислородного индекса 24-25%.
  1. Выбраны составы композиционного материала на основе полиэтилена и дисперсного вторичного сырья, при которых достигается повышение основных физико-механических характеристик при наполнении как отходами фенопласта на 35-50% (по ударной вязкости – в 2,4-3 раза); так и отходами базальтовой ваты на 30-60% (по ударной вязкости – в 2 раза).
  2. Исследовано влияние модифицирующей добавки (АГМ-9) на свойства полиэтиленовых композиций, наполненных отходами стеклопластика. Введение в композицию модифицированных АГМ-9 отходов стеклопластика позволяет повысить степень наполнения полиэтилена в 2 раза, обеспечивая при этом значения ПТР, характерные для ненаполненного полиэтилена. Увеличение содержания обработанных модифицирующей добавкой отходов приводит к увеличению: изгибающего напряжения на 47%-76%, ударной вязкости – на 18-48% и твердости по Бринеллю – на 5-15%.
  3. Изучены реологические свойства дисперсно-наполненного полиэтилена. Отмечено, что введение исследуемых наполнителей не изменяет способность полиэтиленовых композиций на их основе к переработке методом литья под давлением.
  4. Разработана математическая модель с использованием метода полного факторного эксперимента и градиентного метода оптимизации, которая позволила определить оптимальное соотношение компонентов в композиции в зависимости от их объемного содержания, размера частиц и технологических параметров переработки.
  5. Проведена промышленная апробация полиэтиленовых композиций в ЗАО «Тролза-Маркет» (Акт о наработке опытной партии) и ООО «Фирма «Бриг» (Справка о внедрении). Изготовленные изделия с использованием в качестве наполнителей отходов производства и минерального наполнителя – базальта соответствуют требованиям нормативных документов.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ОСНОВНЫМ ПОЛОЖЕНИЯМ ДИССЕРТАЦИИ

В научных рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ

  1. Егорова О.В. Направленное регулирование структуры и свойств полиэтилена, наполненного дисперсными наполнителями / О.В.Егорова, Ю.А. Кадыкова, С.Е.Артеменко // Пластические массы. - 2012. - № 4. - С. 57-59.
  2. Егорова О.В. Изучение влияния отходов производства на свойства полиэтиленовых композиций / О.В. Егорова, П.А. Бредихин, Ю.А. Кадыкова, С.Е. Артеменко // Вестник Саратовского государственного технического университета. - 2012.- № 2(65). - Вып.1.- С. 62-66.
  3. Егорова О.В. Полиэтиленовые композиции, наполненные дисперсным базальтом / О.В. Егорова, Ю.А. Кадыкова, С.Е. Артеменко // Пластические массы. - 2012. - № 9. - С. 38-39.

В центральных периодических изданиях

  1. Егорова О.В. Влияние базальта на показатели горючести и физико-механические свойства полимерматричных композитов на его основе / Ю.А. Кадыкова, О.В. Егорова, С.В. Улегин, П.А. Бредихин, Э.Г. Фархутдинова, В.А. Сотник // Приволжский научный вестник.- 2013.- № 1 (17) январь.- С. 7-9.

Материалы Всероссийских и Международных конференций

  1. Егорова О.В. Исследование возможности использования отходов производства для получения изделий из полиэтилена / О.В. Егорова, Ю.А. Кадыкова, С.Е. Артеменко // Материалы и технологии XXI века: тр. науч.-техн. конф., посвящ. 40-летию кафедры «Материаловедение» ЭТИ СГТУ. - Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2009. - С. 88-91.
  2. Егорова О.В. Исследование отходов производства для получения полимерных композиционных материалов на основе полиэтилена / О.В. Егорова, Ю.А. Кадыкова, С.Е. Артеменко // Системы автоматического проектирования и автоматизация производства: сб. науч. тр. по материалам 1-й региональной науч.-техн. конф. – Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2009. - С. 98-101.
  3. Егорова О.В. Базальтопластики как ресурсосберегающие конструкционные материалы / Д.С. Полях, О.В. Егорова, Ю.А. Кадыкова, С.Е. Артеменко // Системы автоматического проектирования и автоматизация производства: сб. науч. тр. по материалам 1-й региональной науч.-техн. конф. - Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2009. - С. 101-104.
  4. Егорова О.В. Полиэтиленовые композиционные материалы, упрочненные базальтом / Д.С. Полях, О.В. Егорова, Ю.А. Кадыкова, С.Е. Артеменко // Перспективные полимерные композиционные материалы. Альтернативные технологии. Переработка. Применение. Экология: докл. Междунар. конф. - Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2010. - С. 59-62.
  5. Егорова О.В. Использование отходов стеклопластика для наполнения полиэтилена / О.В. Егорова, Ю.А. Кадыкова, С.Е. Артеменко // Современные тенденции химической технологии и теплоэнергетического комплекса: докл. Всерос. инновацион. форума. - Бийск: Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2011. - С. 195.
  6. Егорова О.В. Новый наполнитель для полиэтилена / О.В. Егорова, Ю.А. Кадыкова, С.Е. Артеменко, Е.А. Лурье // Современные твердофазные технологии: теория, практика и инновационный менеджмент: материалы III Междунар. науч.-инновацион. молодеж. конф. - Тамбов: Изд-во ИП Чеснакова А.В., 2011. - С. 115-117.
  7. Егорова О.В. Исследование физико-химических свойств ПКМ, наполненных дисперсным базальтовым наполнителем/ Е.А. Лурье, О.В. Егорова, Ю.А. Кадыкова, С.Е. Артеменко // Наука. Технологии. Инновации: материалы Всерос. науч. конф. молодых ученых: в 6 ч.- Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2011.-Ч.3 - С. 61-64.
  8. Егорова О.В. Полиэтиленовые композиции на основе дисперсного базальта / П.А. Бредихин, О.В. Егорова, Ю.А. Кадыкова // Химия и технология полимерных и композиционных материалов: сб. материалов Всерос. молодеж. науч. школы. – М.: ИМЕТ РАН, 2012. - С. 92.
  9. Егорова О.В. Исследование взаимодействия полиэтилена с базальтовым наполнителем / О.В. Егорова, С.Е. Артеменко, Ю.А. Кадыкова, Е.А. Лурье // Волокна и пленки 2011: перспективные технологии и оборудование для производства и переработки волокнистых и пленочных материалов: материалы Междунар. науч.-практ. конф.-семинара. – Могилев: МГУП, 2011. – С. 65-67.
  10. Егорова О.В. Полиэтилен, наполненный отходами полиэфирного стеклопластика / П.А. Бредихин, О.В. Егорова, Ю.А. Кадыкова // Синтез, исследование свойств, модификация и переработка высокомолекулярных соединений: сб. докл. Всерос. молодеж. конф. - Уфа: РИЦ БашГУ, 2012. - С. 85.
  11. Егорова О.В. Полиэтиленовые композиции на основе дисперсного базальта / О.В.Егорова Ю.А. Кадыкова, С.Е.Артеменко, Е.А.Лурье // Химическая технология (сб. тез. докл.): IV Всерос. конф. по химической технологии, Всерос. школа по химической технологии для молодых ученых и специалистов «Технология полимеров и композиционных материалов. Катализ в химической технологии» / под ред. Ю.А. Заходяевой, В.В. Беловой. – М.: Тип-Топ, 2012.- 356 с. -С.176-178.
  12. Егорова О.В. Свойства полимерных композиционных материалов, наполненных базальтом / Ю.А. Кадыкова, О.В. Егорова, С.В. Улегин, П.А. Бредихин, Э.Г. Фархутдинова, В.А. Сотник // Postpy w nauce w ostatnich latach. Nowych rozwiza. 28.12.2012 - 30.12.2012 Варшава\Warszawa.- С. 51 – 53.
  13. Егорова О.В. Базальтопластики на основе базальтовой ваты / Ю.А. Кадыкова, О.В. Егорова, С.В. Улегин, П.А. Бредихин, Э.Г. Фархутдинова, В.А. Сотник // Teoretyczne i praktyczne innowacje naukowe 29.01.2013 - 31.01.2013 Краков \ Krakow. - С. 78-80.

Патентные документы

  1. Заявка № 2013114513 от 01.04.2013 г. Полиэтиленовая композиция / Кадыкова Ю.А., Егорова О.В., Бредихин П.А.

Подписано в печать 24.04.2013 Формат 6084 1/16

Бум. офсет. Усл. печ. л. 1,0 Уч.-изд. л. 1,0

Тираж 100 экз. Заказ 6

ООО «Издательский Дом «Райт-Экспо»

410031, Саратов, Волжская ул., 28

Отпечатано в ООО «ИД «Райт-Экспо»

410031, Саратов, Волжская ул., 28, тел. (8452) 90-24-90



Pages:     | 1 | 2 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.