Диссертация (1091746), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

Для этого используются различные полимеры, в томчисле термопласты (атактический полипропилен (АПП), этиленвинилацетат(ЕVА),эластомеры(бутадиенстирольные,изопреновыекаучуки,полиизобутилен) и термоэластопласты (ДСТ-30-01, Кратон 1101, Солпрен411), что в итоге приводит к образованию полимерно-битумноговяжущего (ПБВ). Каждый из применяемых полимеров обладает рядомпреимуществ и недостатков [32].В нашей стране освоена технология приготовления ПБВ на основеблоксополимеров типа СБС, «Каудест-Д», АПП, растворов каучука типа СКСдля устройства полимер-асфальтобетонных покрытий на федеральныхдорогах I и II категорий.Полимерно-битумные вяжущие с использованием термоэластопластовполучили наибольшее практическое применение за рубежом и в России.

Ониотличаются повышенной эластичностью и термической стабильностью,производительностью при высоких и низких температурах, устойчивостью кпоявлению трещин. [33]34Таблица 1.4.1(1). Особенности применения полимеров в качествемодификаторов битумных вяжущих материаловТипы полимеровПластикиПримерыПолиэтилен (PE)Полипропилен(PP)Этиленвинилацетат (EVA)Этиленбутилакрилат (EBA)ТермоэластопластыБутадиенстирольныйблоксополимер(SBS)Изопренстирольныйблоксополимер(SIS)Стирол-этиленбутиленстирольныйкаучукЭластомерыБутадиенстирольныйкаучук (SBR)Изопреновыйкаучук (IR)Полиизобутилен(PIB)ПреимуществаХорошие свойства привысоких температурахОтносительно невысокаястоимостьОтносительно хорошаястабильность прихраненииВысокаясопротивляемость кобразованию колеиУвеличенная жесткостьУменьшеннаячувствительность ктемпературнымизменениямПовышеннаяэластичностьВысокаясопротивляемостьнагреву, окислению иУФ излучениюВысокая растяжимость иэластичностьПовышенная тепло- итрещиностойкостьПластичность принизких температурахУстойчивость битума кстарению.Улучшить свойства полученногоНедостаткиОграниченноеповышениеэластичностиПроблемы сразделением фазОграниченноеповышениевосстанавливаемостиэластичностиОграниченноеулучшениенизкотемпературныхсвойствПроблемысовместимости снекоторыми маркамибитумовНизкаясопротивляемость кнагреву, окислению иУФОтносительно высокаястоимостьПроблемы прихраненииОтносительносниженнаяэластичностьВысокая стоимостьОтносительноепонижение жесткостиОтносительно высокаястоимостьОграниченноеулучшениевысокотемпературныхсвойствПБВ можнопутем введенияантиоксидантов [34], что позволяет повысить сопротивляемость материала кстарению.

Добавление серы [35] и/или полифосфорной кислоты [36]35приводит к образованию сетчатой структуры между молекулами полимера вовремя химической вулканизации и способствует повышению стойкости прихранении ПБВ в условиях высоких температур.Обычно полимер вводится в расплавленный битум, но в случаетехнологии битумных эмульсий, это может происходить иным способом.«Холодный способ» имеет ряд преимуществ перед классической укладкойбитумного вяжущего, а именно:использованииприэкологичность, легкость и удобство втемпературеокружающейсреды,экономияэнергетических затрат (во время применения не требуется подвода тепла).[37] Полимер можно вводить в водный раствор эмульгатора, отдельнымпотоком во время приготовления битумной эмульсии или же уже в готовуюбитумную эмульсию.

Кроме того, полимер можно вводить в виде латекса.Рис. 1.4.1(1). Три способа получения ПМБЭ: латекс добавляется вбитумную эмульсию (латекс после), латекс вводится в водную фазу доэмульгирования битума (латекс до) или модифицированный полимером(ПМБ) битум эмульгируют (эмульсия ПМБ). [38]Замена бутадиен-стирольного блок-сополимера латексом на его основе,предполагает улучшение совместимости битумной эмульсии с полимером36при сохранении свойств покрытия, отвечающих всем эксплуатационнымтребованиям.Таблица 1.4.1(2). Пример рецептур эмульсии (1 кг на 1000 кгбыстрораспадающейся эмульсии с 65% содержанием связующего)БитумПолимер (в битуме)Катионный латекс (55% масссухого вещества)ВодаНСl (36%-ный раствор)Водорастворимый катионный ПАВМаслорастворимый катионныйПАВРазжижитель (для битума)ПМБЭприготовленныесБитумнаяэмульсия630.0-ЭмульсияПМБ611.118.9Латекснаяэмульсия580.0---50.0346.21.52.3344.21.52.3346.21.52.3-2.0-20.020.020.0использованиемлатексапозволяютконтролировать морфологию дорожного покрытия и получать непрерывнуюфазу насыщенную полимером уже при его содержании 2-3% масс.

поотношению к битуму. Достичь такой морфологии «горячим» методом можнотолько при концентрации полимера более 6% [39], таким образом методпозволяет уменьшить концентрацию вводимого полимера, кроме тогозначительно улучшается коллоидная стабильность системы [40].Модификация строительных материаловМодификацию строительных материалов полимерами осуществляютследующими приемами: введением полимеров в бетонную или растворнуюсмесь при перемешивании; пропиткой полимерами готовых изделий;нанесением полимерных покрытий на поверхности; введением полимерныхволокон и наполнителей.[41]Материалы,модифицированныеполимерами,характеризуютсяповышением прочности при всех видах механической нагрузки, особенноприрастяжении;улучшениемдеформативных37характеристик,выражающихся в уменьшении жесткости, несколько большей предельнойдеформативностью;воздействиям;повышеннымповышениемсопротивлениемхимическойстойкости,динамическимводостойкостииводонепроницаемости; уменьшением истираемости; повышением адгезии,т.е.

способности сцепляться с другим материалом.Полимерные суспензии часто используются в качестве связующих примодификации строительных материалов.Приэтомлатексы,являютсянаиболеераспространеннымиполимерными добавками.Полимерцементный бетон один из ярких примеров строительногоматериала модифицированного полимером.[42, 43] Полимер введенный вбетонную или растворную смесь в количестве 5-15% масс. по отношению кцементу, затвердевая, равномерно распределяется в цементном камне, и придостаточной концентрации создает дополнительную матричную основу –пространственную сетку, благодаря которой значительно повышаетсяадгезия смеси к большинству строительных материалов, уменьшаетсяпроницаемость для жидкостей, улучшается износостойкость и ударнойпрочность.

[44]Производство маканых изделийИзвестно, что натуральный латекс содержит значительное количествобелков,вызывающихаллергическиереакции.Улюдей,имеющихповышенную чувствительность к ествественным латесным белкам, контакт сизделиями из него вызывает высвобождение гистамина в тканях, чтоприводит к местному раздражению и зуду, отекам частей лица и тела.Вдыхание латексных частиц, попавших в воздух вместе с пудрой иликукурузным крахмалом, используемом в таких изделиях для предотвращенияих склеивания, может привести к анафилаксии (удушью, снижениюкровяного давления и даже шоку) у высокочувствительных пациентов. [45]Несмотря на имеющуюся альтернативу в виде изделий на основе38стереорегулярного полиизопренового каучука, максимально близкого посвоей структуре к натуральному латексу, последний пользуется большимспросом ввиду следующих недостатков первого: 1) низкая скорость ионногоотложения: 2) повышенная липкость полученных пленок; 3) замедленнаяскорость их сушки; 4) пониженные физико-механические показатели.Поэтому представляется целесообразным создать искусственныйлатекс на основе термоэластопластов, обладающих лучшими прочностнымихарактеристиками.Пленкообразование высушиванием латекса, а также перевод его вкаучук через стадию гелеобразования (ионное отложение, желатинирование,электроотложение и др.) лежит в основе всех основных процессовпереработки латексов.

[46]Ионное отложение заключается в астабилизации глобул латекса наформе изделия засчет присутствия на ней электролита. После достижениянужной толщины слоя геля, форму удаляют из объема латекса, а полученнуюпленку высушивают и вулканизируют. [47,48]Электроотложение – разновидность ионного отложения, отличающаясяот последнего использованием двух электродов в после постоянного тока.[49, 50]Метод желатинирования основан на образовании геля в объема латексапри добавлении в него астабилизирующих агентов, засчет формированияхимических связей между астабилизующим ионом и эмульгатором.

[51]Высушивание подходит для высококонцентрированных латексов,используемых для нанесения антикоррозионных покрытий, пропиткешинного корда, бумаги, тканей.Производство клеев, чувствительных к давлению.Латексы имеют свои преимущества перед растворными клеями — онипожаро-взрывобезопасныинетоксичны,растворителей и т. д.[52]39несодержаторганическихГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ2.1 Исходные веществаПолимеры:ДСТ-30 - дивинил стирольный термоэластопласт, производствоВФ ФГУП «НИИСК», ТУ 38.103267-99БК-1675Н–бутилкаучук,производствоОАО"Нижнекамскнефтехим", ТУ 2294-034-05766801-2002САМ-ЭД–сополимерстиролаиα-метилстирола,ОАО"Карболит", ТУ 6–05–111–260–81Растворители:Пентан, чда, «Реахим», ТУ 2631-139-44493179-11Циклогексан, чда, «Реахим», ТУ 2631-029-44493179-99Гексан, чда, «Реахим», ТУ 6-09-3375-78Толуол, чда, «Реахим», ГОСТ 5789-78Хлороформ, чда, «Реахим», ГОСТ 20015-88Четыреххлористый углерод, чда, «Реахим», ГОСТ 20288-74Анионные поверхностно-активные вещества:Калиевое мыло диспропорционированной канифоли, «Оргхим»,ТУ 2253-038-00279-893-2003Катионные поверхностно-активные вещества:Диамин,алкилимидазолинкислот рапсовогомасла,R–углеводородный радикал жирных кислот рапсового масла (C16-C22),ТУ 2490-031-00205423-2001, ОАО «Котласский химический завод»,содержание активного вещества 90%.Гексаамин, алкилгексаамин кислот пальмового масла, R –углеводородный радикал жирных кислот пальмового масла (C8-C18),40СТП 6-10-1500-037-2006, ОАО «Котласский химический завод»,содержание активного вещества 90%.Азол-129, четвертичное аммониевое соединение треталкиламинакислот кокосового масла и бензилхлорида R – углеводородный радикалжирныхкислоткокосовогомаслаC8-14,ОАО«Котласскийхимический завод», содержание активного вещества 75%.Азол-138,четвертичноеаммониевоесоединениеизкокоалкилтриметиламина и диметилфосфоната, R - углеводородныйрадикал жирных кислот кокосового масла C12-14, ОАО «Котласскийхимический завод», содержание активного вещества 75%.ПП-222, четвертичное аммониевое соединение из производногоимидазолина и диметилфосфоната, R - углеводородный радикалжирныхкислотпальмовогомаслаC14-18,ОАО«Котласскийхимический завод», содержание активного вещества 80%.Азол-240, ДиЧАС из производного имидазолина (ПП-222) и 2eqдиметилфосфоната, R - углеводородный радикал жирных кислотпальмового масла C14-18, ОАО «Котласский химический завод»,содержание активного вещества 70%.Азол-139,четвертичноеаммониевоесоединениеиздикокоалкилдиметиламина и диметилфосфоната, R - углеводородныйрадикал жирных кислот кокосового масла C12-14, ОАО «Котласскийхимический завод», содержание активного вещества 95%.Цетилпиридиний бромид, «Aldrich», 98%Додецилтриметиламмония бромид, «Aldrich», 98%REDICOTE E-11, «AkzoNobel».DINORAM SL, «Ceca».41КатаминАБ,алкилдиметилбензиламмонийхлорид,R-углеводородный радикал С8-18, «НПФ Бурсинтез-М», ТУ 9392-00348482528-99, содержание активного вещества 70%.Катамин1,четвертичноеаммониевоесоединениетреталкиламина кислот кокосового масла и бензилхлорида R –углеводородный радикал жирных кислот кокосового масла (C8-C18),ОАО «Котласский химический завод», содержание активного вещества80%.Катамин2,четвертичноеаммониевоесоединениетреталкиламина кислот кокосового масла и бензилхлорида, R углеводородный радикал С16, ОАО «Котласский химический завод»,содержание активного вещества 80%.Неионные стабилизаторы:Цетиловый спирт, «Aldrich», 99 %Кремнийорганические поверхностно-активные вещества:Пента 91 – полиоксиалкиленорганосилоксановый блоксополимер,ООО «ПЕНТА-91»ПДМС-NH2–α,ω–бис[3-аминопропил]полидиметилсилоксан,ИСПМ РАНИ-851–α,ω-бис[3-метилсилокси]полидиметилметил(10-карбоксидецил)силоксан, ИСПМ РАН422.2.

Методы исследования2.2.1. Определение динамической вязкости растворов полимераИзмерениединамическойвязкостипроводилиспомощьювибровискозиметра SV-10(A&D Company, Япония). Исследуемый растворполимера заливали в стеклянную кювету таким образом, чтоб уровеньповерхности раствора находился между уровнемерами. Принцип действиявибровискозиметраоснованназависимостимощности,котораязатрачивается на возбуждение вибрации двух тонких сенсорных пластин счастотой 30 Гц и постоянной амплитудой около 1 мм, от вязкости жидкости.Указанный принцип работы вискозиметра позволяет проводить измерение вовсем диапазоне без замены сенсорных пластин.

Характеристики

Список файлов диссертации