165832 (Исследование и разработка технологии шумопонижающих материалов различного функционального назначения), страница 3
Описание файла
Документ из архива "Исследование и разработка технологии шумопонижающих материалов различного функционального назначения", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "химия" из , которые можно найти в файловом архиве . Не смотря на прямую связь этого архива с , его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "рефераты, доклады и презентации", в предмете "химия" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "165832"
Текст 3 страницы из документа "165832"
При меньшей массе битумный вибропоглощающий материал (Табл. 7) на основе некондиционной и кондиционной базальтовой ваты обладает высокими термо-, огне-, био-стойкостью, что важно для процесса монтажа и эксплуатации готовых изделий в автомобилях . При этом мера эффективности вибропоглощающих покрытий и конструкций – коэффициент потерь колебательной энергии не уступает серийно изготавливаемой продукции и не изменяется при хранении (рис. 3). Из рисунка видно, что коэффициент потерь материала с 10% некондиционной базальтовой ваты превышает коэффициент потерь материала с 6% базальтовой ваты как при 20, так и при 40ºС и остается практически постоянным в течение гарантийного срока хранения.
Таблица 7
Сравнительные физико-механические характеристики разработанных битумных вибропоглощающих материалов с серийно-выпускаемыми в промышленности аналогами
| № п/п | Наименование показателя | Норма по ТУ 38.105- 15-40-84 | Фактические показатели | |||||||
| Серийный произво-дствен-ный ма-териал (6% асбеста) | Материал, содержащий 6% | Материал, содержащий 10% | ||||||||
| неконд. базал. ваты | конд. базал. ваты | неконд. базал. ваты | конд. базал. ваты | |||||||
| 1 | Огнестойкость | Самозатухаю- щий | Самоза-тухающий | Само- зат. | Само- зат. | Самозат. | Самозат. | |||
| 2 | Масса 1 м²,кг, не более | 3,6 | 3,6 | 3,5 | 3,5 | 3,3 | 3,3 | |||
| 3 | Толщина,мм , в пределах | 3,0-3,3 | 3,3 | 3,2 | 3,2 | 3,1 | 3,1 | |||
| 4 | Термостойкость при температуре (180 ±2)ºС в течение 30 мин. | Материал должен плотно прилегать к металлу. На повер-хности образцов не должно быть пузырей, подтеков | Соответствует | Соответствует | Соответствует | Соответствует | Соответствует | |||
| 5 | Стабильность в раз-мерах ,%, в пределах | ±5 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |||
| 6 | Слипаемость | Свободное отделение с незначительным усилием без разру-шения материала | Соответствует | Соответ. | Соответ. | Со-ответ. | Соответ | |||
Срок хранения (недели)
Коэффициент потерь
Рис.3. Изменение коэффициента потерь колебательной энергии вибропоглощающего материала в течение гарантийного срока
Из таблицы 8 видно, что при меньшей плотности резинобитумный материал на основе кондиционной и некондиционной базальтовой ваты (содержание 8%) не только соответствует требованиям ТУ 38.305-57-077-93, но и обладает более высокой условной прочностью при растяжении и более высоким относительным удлинением при разрыве чем серийный материал, что важно для процесса формования многослойных шумоизоляционных готовых изделий для автомобилей. При этом способность к звукоизоляции разработанных материалов значительно выше уровня серийного материала, что демонстрирует рис. 4.
Таблица 8
Сравнительные физико-механические характеристики
разработанных резинобитумных материалов с серийно выпускаемыми в промышленности аналогами
| № п/п | Наименование показателя | Норма по ТУ 38.305- 57-077- 93 | Характеристики образцов, изготовленных из различных смесей | |||||
| Серий-ный производственный материал (асбест 4%) | Мате-риал, содержащий 5% | Мате-риал, содержащий 8% | ||||||
| некон.базал. вата | кон.базал. вата | некон.базал. вата | кон.базал. вата | |||||
| 1 | Условная прочность при растяжении, кгс/см2, не менее - в продольном направлении - в поперечном направлении | 3,0 2,0 | 3,1 2,3 | 2,3 1,33 | 2,5 1,50 | 3,65 2,7 | 3,50 2,9 | |
| 2 | Относительное удлинение при разрыве, %, не менее - в продольном направлении - в поперечном направлении | 60,0 65,0 | 65,0 67,0 | 92,0 97,0 | 90,0 98,0 | 70,0 76,0 | 71,0 77,0 | |
| 3 | Плотность, кг/м3, не менее | 1550 | 1520 | 1550 | 1540 | 1406 | 1415 | |
На рис.4 представлены результаты определения способности к звукоизоляции опытных образцов резинобитумных материалов, содержащих 5% (образец №1) и 8% (образец №2) некондиционной базальтовой ваты в сравнении с серийно применяемым образцом №3. Способность к звукоизоляции значительно выше уровня серийного материала. Так в диапазоне частот 400-800 Гц способность к звукоизоляции превышает в 1,5-2 раза, в остальном диапазоне преимущественно на 2-5 Дб.
400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 5000 6300
Рис.4 Способность к звукоизоляции композиционных материалов с разным содержанием БВ в сравнении с серийным на основе асбеста.
Полученные результаты исследования доказывают, что применение кондиционной и некондиционной базальтовой ваты позволит: исключить из битумных композиций асбест, сохранив термостойкость материала; уменьшить массу изделий, и, следовательно, снизить массу автомобиля; значительно улучшить в нем акустический комфорт. Важно также, что для этих материалов применяется и базальтовая вата, которая является отходом производства и в настоящее время не используется.
Глава 4. Модификация базальтовой ваты с целью улучшения свойств материала
Для активации поверхности БВ были использованы следующие методы модификации: термообработка (τ=1 ч, Т=1000С) и СВЧ-обработка (τ=3 мин, N=750 Вт). Эти методы по-разному влияют на параметры пористой структуры базальтовой ваты (табл.7).
При производстве базальтовой ваты в качестве связующего используется фенол-формальдегидная смола в количестве ~ 3%, которая закрывает поры, дефекты и трещины на поверхности волокон. Это снижает возможности базальтовых волокон в достижении высоких эксплуатационных характеристик готовых изделий. С целью повышения активности взаимодействия между компонентами битумной композиции и проводили модификацию базальтовых волокон. Проведенные исследования свидетельствуют о значительном улучшении характеристик разработанных материалов только после термообработки, что связано с большей возможностью взаимодействия базальтовых волокон с компонентами битумной системы.
Сравнительные результаты испытаний вибропоглощающих материалов на основе немодифицированной и модифицированной некондиционной базальтовой ваты доказывают (табл.9), что на основе модифицированной некондиционной базальтовой ваты формируются композиционные материалы, коэффициент потерь колебательной энергии которых (0,21 при 20ºС) превосходит композиционные материалы на основе обычной некондиционной базальтовой ваты (0,18 при 40ºС).
Таблица 9
Сравнительные физико-механические характеристики вибропоглощающих битумных материалов на основе модифицированной и немодифицированной некондиционной базальтовой ваты.
| № п/п | Наименование показателя | Норма по ТУ 38.105- 15-40-84 | Характеристики образцов, изготовленных из | |
| некондиц. базальтовой ваты 10% | модиф. некондиц. базальтовой ваты 10% | |||
| 1 | Огнестойкость | Самозатухаю- щий | Самоза-тухающий | Самоза-тухахающий |
| 2 | Масса 1 м²,кг, не более | 3,6 | 3,3 | 3,2 |
| 3 | Толщина ,мм , в пределах | 3,0-3,3 | 3,1 | 3,0 |
| 4 | Термостой- кость при температуре (180 ±2)ºС в течение 30 мин. | Материал должен плотно прилегать к металлу. На поверхности образцов не должно быть пузырей, подтеков | Соответств. | Соответств. |
| 5 | Стабильность в размерах ,%, в пределах | ±5 | 0 | 0 |
| 6 | Коэффициент потерь колебательной энергии на частоте (200±5)Гц,%, не менее, при Т=40ºС, Т=20ºС | 0,1 0,17 | 0,11 0,18 | 0,13 0,21 |
Анализ полученных результатов испытаний звукоизолирующего резинобитумного материала с использованием модифицированной и немодифицированной некондиционной базальтовой ваты (табл. 10) показывает более значительное улучшение физико-механических характеристик звукоизолирующего резинобитумного материала с использованием модифицированной некондиционной базальтовой ваты. Практически в 2 раза повышается условная прочность при растяжении как в продольном, так и в поперечном направлении. При этом на 16 % повышается относительное удлинение в продольном направлении и на 4% в поперечном. Кроме этого на 2-3 Дб повышается способность к звукоизоляции в широком диапазоне частот (400-5000Гц) .
Таблица 10
Сравнительные физико-механические характеристики звукоизолирующих разработанных резинобитумных материалов на основе модифицированной и немодифицированной некондиционной базальтовой ваты
| № п/п | Наименование показателя | Норма по ТУ 38.305- 57-077- 93 | Характеристики образцов, изготовленных из | |
| некондиц. базальтовой ваты | модиф. некондиц. базальтовой ваты | |||
| 1 | Условная прочность при растяжении, кгс/см2, не менее - в продольном направлении - в поперечном направлении | 3,0 2,0 | 3,65 2,7 | 7,7 6,5 |
| 2 | Относительное удлинение при разрыве, %, не менее - в продольном направлении - в поперечном направлении | 60,0 65,0 | 70,0 76,0 | 86 80 |
| 3 | Способность к звукоизоляции, Дб, не менее, при частоте Гц 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 5000 6300 | 3 3 3 3 5 5 5 5 5 5 10 12 12 | 7 6 6 4 6 9 10 10 13 10 12 16 21 | 7 7 7 5 7 10 12 13 16 14 18 19 19 |
Применение модифицированной базальтовой ваты позволит увеличить долговечность изделий на ее основе, стабилизировать изготовление сложных формованных изделий разнообразной геометрической формы, значительно облегчив при этом готовое изделие.
Глава 5 Исследование формирования структуры композиционных материалов
Изучение взаимодействия между компонентами композиции проводили методом инфракрасной спектроскопии.
