Адгезионные композиции на основе бутадиен-стирольных термоэластопластов и их смесей (1090342), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Структура битума при таком соотношении компонентов представляетсобой предельно стабилизированную разбавленную суспензию асфальтенов всильно структурированной смолами дисперсионной среде (по классификацииКолбановской – это битум II типа). Данная структура битума предполагаетдоминирующую роль пространственной сетки ТЭП в битумно-полимернойкомпозиции и незначительное влияние на ее свойства асфальтеновых комплексов.17На основе битума БНК-40/180 были получены и исследованы полимернобитумные композиции с различным содержанием бутадиен-стирольных ТЭП марокДСТ-30-01, ДСТ-30Р-01, Kraton D1102.
Полученные результаты иллюстрируютграфики рис.12.При содержании всех исследуемых ТЭП в композиции до 3% отмечается росттемпературы размягчения с 39 до примерно 60°С, причем характер кривой научастке 0-3% для всех типов ТЭП практически одинаков (рис.12а). Это связано стем, что растворенный в битуме полимер увеличивает вязкость и, соответственно,понижает подвижность дисперсионной среды за счет адсорбированияароматических масел и концентрирования в ней смолистых и парафинистыхсоединений. При этом полимера еще недостаточно, чтобы сформироваласьсобственная структура ТЭП, и влияние полимера на битум подобно влияниюобычного каучука.Вследствиеповышениявязкостидисперсионнойсредысущественнопонижаетсяпенетрация композиции при25°С, причем для ДСТ-30Р01 в большей степени, чемдля других марок – с 195 до106 дмм, тогда как дляKraton D1102 – до 134 дмм(рис.12б).Этовполнесогласуетсясданными,полученнымиранееприизученииреологическихсвойств растворов ТЭП втолуоле(рис.6б)–наибольшейвязкостьюхарактеризуется ДСТ-30Р01,наименьшей – Kraton D1102.СущественноеизменениесвойствРис.12.
Зависимость а) температуры размягчения, б)композиции происходит припенетрации при 25°С, в) вязкости по Брукфильду при180°С, г) температуры хрупкости по Фраасу, д)увеличении доли ТЭП болеепрочности связи при расслаивании фольга-фольга от3%.Характернуюточкусодержания в полимерно-битумной смеси и типа ТЭП:перегиба можно наблюдать1 - Kraton D1102, 2 - ДСТ-30-01, 3 - ДСТ-30Р-01.накривойзависимостивязкости по Брукфильду, построенной в логарифмических координатах (рис.12в).Угол наклона прямой меняется для всех исследуемых марок в интервале 3-5%.Резкое увеличение вязкости и температуры размягчения, а также улучшениенизкотемпературных свойств композиции связано с образованием пространственнойструктурной сетки ТЭП во всем объеме битума. Значительное снижение18температуры хрупкости по Фраасу (рис.
12г) обусловлено появлением у битумаспособности к высокоэластическим деформациям. Также этому снижениюспособствует извлечение из дисперсионной среды и частичная ассоциация наполистирольных доменах различных хрупких смол.С увеличением доли изучаемых ТЭП до 15% наблюдается не столь резкоеизменение свойств. Так, на кривых зависимости температуры размягчения ипенетрации от содержания в композиции ТЭП видна тенденция выхода на плато присодержании более 15%. Это связано с повышением густоты пространственной сеткив битуме, о чем косвенно можно судить по существенному (на несколько порядков)увеличению вязкости по Брукфильду (рис.12в).Изменение прочности связи при расслаивании для всех исследуемых ТЭП(рис.12д) носит экстремальный характер, а разрушение, как правило, происходит пополимерной пленке.
В связи с этим, полученные результаты в определеннойстепени свидетельствуют о когезионных свойствах полимерно-битумныхкомпозиций.По максимальному значению прочности связи при расслаивании композицияна основе Kraton D1102 уступает на 15% композиции на основе ДСТ-30-01. Можнопредположить ослабление межмолекулярного взаимодействия склонных купорядочиванию при растяжении полимера цис-структур в полибутадиеновой фазенабухшего Kraton D1102 за счет экранирования их мальтенами битума. Радиальныйполимер вследствие низкой когезионной прочности, связанной с разветвленнымстроением макромолекулярных цепей, обусловливает и низкую прочность связи вполимерно-битумной композиции.Обращает на себя внимание, что максимум прочности связи и для ДСТ-30Р, идля Kraton D1102 наблюдается при их 5%-ном содержании в полимерно-битумнойкомпозиции, тогда как для ДСТ-30-01 – при 10%, что, скорее всего, связано соспецифичными для каждого ТЭП условиями формирования наиболее прочнойструктурной сетки в битуме.4.2.
Исследование свойств полимерно-битумных композиций на основесмесей ДСТ-30-01 и ДСТ-30Р-01.Основываясь на данных, полученных на модельных растворных клеях наоснове смесей ДСТ-30-01 и ДСТ-30Р-01, был изучен комплекс технологических иадгезионных свойств полимерно-битумных композиций с их применением.Содержание полимера в композиции было выбрано на основании изученных вразделе 4.1.
зависимостей и составляло 7%.При использовании в композиции смеси указанных ТЭП показателитемпературы хрупкости и пенетрации при 25ºС изменяются незначительно, чтоможет быть связано с высокой вязкостью системы. С увеличением температурывязкость системы снижается, причем эффект наиболее заметен в случаеувеличения доли ДСТ-30-01. С дальнейшим ростом температуры, вероятно,происходит разрушение структурной сетки полимера в битуме, и при температуревыше 80ºС имеет место плавление полистирольных доменов. Более подвижные19цепи макромолекул ДСТ-30-01 способствуют ускорению размягчения композиций, очем свидетельствуют данные по температуре размягчения (табл.
4).Таблица 4. Влияние соотношения ДСТ-30-01 и ДСТ-30Р-01 на свойства полимернобитумных композиций№ПоказателиП/П1234567Температура размягченияпо КиШ, ºСТемпература хрупкостипо Фраасу, ºСПенетрация при 25ºС, дммПенетрация при 60ºС, дммВязкость по Брукфильдупри120ºС, Па·сВязкость по Брукфильдупри160ºС, Па·сПрочность связи фольгафольга при расслаивании, кН/мСоотношение ДСТ-30-01 и ДСТ-30Р-010/10025/7550/5075/25100/01061031019895-28-28-29-31-32682947632080427734607548016,885,775,485,354,631,421,091,050,980,790,610,741,051,421,22При повышении температуры выше температуры размягчения композицияначинает течь, причем становится заметным пластифицирующее влияние ДСТ-3001 на радиальный ТЭП.
При добавлении в смесь ТЭП уже 25% линейного полимерасущественно падает вязкость композиции при 120ºС – практически в 3 раза (с 16,88до 5,77 Па·с).Следует отметить экстремальный характер кривой зависимости прочностисвязи фольга-фольга при расслаивании пленки от соотношения ДСТ-30-01 и ДСТ30Р-01 в полимерно-битумной композиции (рис.13а).
Как и при склеивании резинымодельными растворными клеями (рис.5), изменение адгезионной прочности всмесях линейного и радиального ДСТ происходит не аддитивно, и максимумпрочности приходится на соотношение линейного и радиального ТЭП 75/25.СОДЕРЖАНИЕ ДСТ-30-01 В СМЕСИ С ТЭПСООТНОШЕНИЕ ДСТ-30-01 И ДСТ-30Р-01 ВПОЛИМЕРНО-БИТУМНОЙ ЭМУЛЬСИОННОЙМАСТИКИ, %Рис.13.
Зависимость прочности связи фольга-фольга (а) и прочности сцепления с бетоном(б) от соотношения ДСТ-30-01 и ДСТ-30Р-01 в полимерно-битумных композициях.На основе битумно-полимерных композиций с содержанием смеси ТЭП 7%при варьировании доли ДСТ-30Р-01 и ДСТ-30-01 были получены путемэмульгирования на коллоидной мельнице и исследованы битумные эмульсии. Какпредставлено на рис. 13б, наибольшей прочностью сцепления с бетоном также20обладают пленки разработанного состава, причем этот показатель выше прочностипленки с использованием только линейного ТЭП в 1,3 раза или только радиального– в 2,1 раза.Таким образом, результаты исследования полимерно-битумных композиций сприменением смеси ДСТ-30-01 и ДСТ-30Р-01 в соотношении 75/25 позволяютпровести аналогию с данными по адгезионным свойствам растворных композиций ирекомендовать ее в различные адгезионные композиции с использованиембутадиен-стирольных ТЭП.5.
Сравнение свойств разработанных адгезионных композиций наоснове смеси ДСТ-30-01 и ДСТ-30Р-01 и промышленных аналогов.В результате проведенных исследований были разработаны рецептурымебельных и обувных клеев, эмульсионных битумных мастик и самоклеющихсябитумных материалов на основе смеси ДСТ-30-01 и ДСТ-30Р-01 при соотношении75/25. С использованием предложенных модификаторов проведены сравнительныеиспытания разработанных композиций и широко применяемых в соответствующихобластях промышленных аналогов, результаты которых приведены в таблице 5. Онисвидетельствуют о том, что разработанные клеевые композиции и полимернобитумные материалы не только не уступают выпускаемым материалам, но по рядуэксплуатационных свойств и превосходят их при сопоставимой или более низкойсебестоимости.Таблица 5. Результаты расширенных испытаний адгезионных композиций на основе смесибутадиен-стирольных ТЭП предложенного состава.Обувные клеиПоказатели24110Клей по патентуна изобретениеРФ 208362632902,93,85,12,22,44,677,063,160,788СП«Fantoflex»36171,54,03,05937171,54,04,047,3Роскл-2Массовая доля сухого остатка, %Условная вязкость (диаметр сопла 6мм), сПрочность связи резина-резина прирасслаивании через 24 часа, кН/мПрочность связи резина-резина прирасслаивании при 50ºС через 24 часа, кН/мСебестоимость, руб./кгРазработанныйклей3088Мебельные клеиПоказателиСухой остаток, % масс.Условная вязкость, с.Время сушки, с.Тяжи, баллыСхватываемостьСебестоимость, руб./кгРазработанныйклей37121,55,05,038,4Рулонный гидроизоляционный самоклеющийся материалПоказатели.0,360,302,2Разработанныйматериал.0,400,382,80,71,2«Барьер ОС»Прочность сцепления, МПас бетономс металломПрочность на сдвиг клеевого соединения, кН/мСопротивление раздиру клеевого соединения,кН/м21Температура хрупкости, °СВодопоглощение в течение 24 ч., %Себестоимость, руб./м2-380,632-390,726,3Битумно-полимерная эмульсионная мастикаПоказатели0,551020,61800Разработаннаямастика0,701000,87750-18-200,4220,421,1Мастика №31Прочность сцепления с бетоном, МПаТемпература размягчения по КиШ, ºСУсловная прочность, МПаОтносительное удлинение при разрыве, %Гибкость на брусе с закруглением радиусом5,0±0,2 ммВодопоглощение в течение 24 ч., %Себестоимость, руб./кгВыводы1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
