Вопросы и ответы к экзамену (1094464), страница 7

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

Текст из файла (страница 7)

Силикатные кислотоупорные цементы отличают по роду наполнителя – андезитовый, диабазовый, кварцевый цемент и т.п.

После смешения обоих компонентов получают достаточно подвижные композиции, пригодные к выполнению футеровочных работ.

Отвержденные кислотоупорные цементы обладают очень высокой устойчивостью к действию кислот, особенно концентрированных минеральных даже при высоких температурах. Конечно, исключение составляют плавиковая кислота, которая разрушает цемент при обычно температуре, и фосфорная кислота – при высокой температуре.

Причина сравнительно низкой стойкости этих цементов в слабых минеральных и органических кислотах заключается в характере протекания реакции их взаимодействия с силикатом натрия. Жидкое стекло под воздействием крепкой кислоты энергично разлагается, и цемент быстро уплотняется в результате обезвоживания Si(ОН)₄. Под воздействием слабой кислоты выделение геля кремневой кислоты из жидкого стекла происходит медленно, цемент оказывается проницаемым для кислоты, и гель ею вымывается.

Механическая прочность кислотоупорных цементов со временем повышается, что связано с длительностью процесса обезвоживания Si (ОН)4. Если заменить натриевое жидкое стекло калийным, улучшаются свойства цементов в условиях воздействия серной кислоты и ее солей.

Силикатные кислотоупорные цементы нашли применение и в качестве самостоятельных конструкционных материалов – кислотоупорного бетона. Отличие цементов от бетонов заключается только в размерах частиц силикатного наполнителя. Их размеры в бетоне колеблются от 0,15 до 30 – 40 мм.

Приготовление кислотоупорного бетона осуществляется в обычных бетономешалках, куда вначале загружают сухие компоненты и перемешивают их в течение 2 – 3 мин. до получения однородной смеси, а затем вводят жидкое стекло и смесь вновь перемешивают в течение 1 – 2 мин. Свежеприготовленный цемент немедленно до начала схватывания укладывают в опалубку сооружения (толщина слоя 10 – 12 см) и уплотняют вибратором.

После выдержи в течение 5 – 6 дней опалубка разбирается. Разрушающее напряжение на сжатие кислотоупорного бетона через 4 суток после его отверждения равно 13,0 – 14,0 МПа, через 28 суток – 16,0 – 17,0 МПа. Разрушающее напряжение при растяжении составляет 10% от прочности на сжатие.

Разновидностью кислотоупорного бетона является жаростойкий бетон, в состав которого входят огнеупорные горные породы (хромиты др.) и тонкомолотый шамот при минимально допустимом содержании жидкого стекла и оптимальном содержании кремнефтористого натрия. Жаростойкие бетоны можно эксплуатировать при 1200 – 13000С. Например, из него изготавливали механические колчедановые печи без металлического кожуха.

1. Полимеризационные пластмассы (поливинилхлорид, полиэтилен, полипропилен, полиизобутилен): химическая стойкость, основные свойства, области и условия применения, изделия.

1. Полиэтилен.

Полиэтилен – линейный полимер этилена (-СН₂ - СН₂-)n – в зависимости от технологии получения разделяется на полиэтилен высокого давления (ПЭВД) и полиэтилен низкого давления (ПЭНД).

Полиэтилен отличает высокая химическая стойкость к действию самых различных реагентов: кислот, щелочей, солей, органических растворителей, нефтепродуктов. Химическую деструкцию вызывают сильные окислители (азотная кислота, концентрированная серная кислота). Под действием поверхностно-активных веществ наблюдается растрескивание полиэтилена, опасность которого возрастает при наличии растягивающих напряжений. В процессе переработки полиэтилена, включая термические методы нанесения покрытий из порошка, он подвергается термоокислительной деструкции, а также термоструктурированию. Поэтому полиэтилен и сополимер этилена с пропиленом термостабилизируют диафеном НН, бисалкофеном БП, тиолкофеном БМ в концентрации 0,15 – 1,00 масс. частей. Хороший эффект дает введение 0,15 – 1,00 масс. частей серы в качестве термостабилизатора. Из светостабилизаторов эффект дает только сажа.

В технике противокоррозионной защиты более широкое применение нашел ПЭНД.

2. Полипропилен

Полипропилен – продукт полимеризации пропилена

Молекулярное строение полипропилена определяется расположением боковых метильных групп СН3 по отношению к главной цепи макромолекул. Различают изотактический (метильные группы находятся в одном положении), синдотактический (попеременное чередование метильных групп относительно главной цепи) и атактический полипропилен (хаотическое расположение метильных групп). Наибольшее распространение получил изотактический полипропилен, хотя в последнее время в антикоррозионной технике все большее внимание стали уделять атактическому полипропилену, из которого можно изготавливать различные мастики, отличающиеся высокой адгезией и эластичностью, но значительно уступающий по прочности и термостойкости изотактическому полипропилену.

В сравнении с полиэтиленом полипропилен более прочен, жесток и теплостоек, но уступает по морозостойкости. Он отличается химической стойкостью в тех же средах, что и полиэтилен, однако он более чувствителен к окислению и термодеструкции из-за боковых метильных групп. Поэтому в полипропилен вводят стабилизаторы: амины, фенолы, серусодержащие соединения, серу.

Стабилизаторы аминного и фенольного типа снижают адгезионную прочность покрытия, а серосодержащие соединения и сера ее повышает. Для покрытия рекомендуется использовать полипропилен с высокой молекулярной массой (до 720000). Атактическая фракция, находящаяся в полимере в количестве 5 – 20%, выполняет роль пластификатора и снижает внутренние напряжения в покрытиях при их нанесении термическими способами. Очевидно, вследствие этого полипропилен менее подвержен растрескиванию при воздействии жидких сред, чем полиэтилен.

3. Поливинилхлорид

Поливинилхлорид (ПВХ) – линейный полимер винилхлорида (-СН2-СНСl-)n, получаемый блочной, суспензионной или эмульсионной полимеризацией.

Способ получения определяет и свойства ПВХ, которые также изменяются в зависимости от вводимых пластификаторов, стабилизаторов, наполнителей.

Различают два вида ПВХ: жесткий (винипласт) и мягкий (пластикат). Винипласт в противокоррозионной технике чаще всего используется как самостоятельный конструкционный материал, но нашел и применение как защитное покрытие (футеровки) для труб и химических аппаратов.

Для противокоррозионных покрытий широко применяется пластифицированный ПВХ – пластикат. Материал хорошо формуется, склеивается и сваривается. В качестве пластификаторов ПВХ применяют фталаты, себацинаты, трикрезилфосфаты и другие вещества. Пластификаторы, помимо повышения эластичности, улучшают морозостойкость ПВХ. Существенным недостатком пластификации является снижение прочностных характеристик ПВХ и ухудшение его химической стойкости.

Как и для полиолефинов (полиэтилена, полипропилена, сополимеров этилена и пропилена), для ПВХ характерна сильная зависимость прочностных характеристик от температуры и существенное развитие ползучести. По этой причине температурный предел эксплуатации изделий и покрытий из ПВХ ограничивается 60 0С.

ПВХ обладает высокой химической стойкостью в кислотах (серная – до 90%, соляная, плавиковая, уксусная и др.), в щелочах, солях, нефтепродуктах, органических растворителях (кроме ароматических и хлорированных углеводородов). Олеум, азотная кислота (свыше 30%) и другие сильные окислители разрушают ПВХ.

Винилхлорид хорошо совмещается с винилиденхлоридом с образованием в процессе полимеризации сополимера, известного под названием «саран». Саран превосходит ПВХ по физико-механическим характеристикам и по теплостойкости (до 70 – 95 0С). Из химических реагентов на него действуют только сильные окислители и некоторые органические растворители (дихлорэтан, серный эфир и др.).

Заслуживают внимания и сополимеры винилхлорида с винилацетатом – винилиты. Они негорючи и устойчивы к действию бактерий.

4. Полиизобутилен

Это линейный полимер получаемый при полимеризации изобутилена (- СН2С(СН3)2 - )n.

Наиболее широкое применение в антикоррозионной технике нашли высокомолекулярные марки полиизобутилена (молекулярный вес 104 – 204).

Полиизобутилен отличается сравнительно высокой морозостойкостью, озоностойкостью, светостойкостью, устойчивостью формы, химической стойкостью, высокими диэлектрическими свойствами. Прочностные показатели полиизобутилена невысокие. Для повышения механических и других свойств полиизобутилены вальцуют с наполнителями (графит, сажа и др.).

Полиизобутилен применяется, главным образом, в качестве обкладочного материала по металлу, бетону, для защиты их от действия агрессивных сред и в качестве прослоечного эластичного изолирующего материала для покрытий полов и футеровок. В связи с тем что полиизобутилены деформируются под действием механических нагрузок, применение его для прокладок нецелесообразно. Для аппаратов, работающих при разрежении, применение полиизобутиленовых обкладок не допускается.

1. Фторполимеры (фторопласты): химическая стойкость, основные свойства, области и условия применения, изделия

Это большая группа полимеров и сополимеров непредельных линейных углеводородов, содержащих в основной цепи атомы фтора. Отличительная особенность этой группы материалов – их исключительная химическая инертность в подавляющем большинстве сред, даже к действию сильных окислителей и растворителей при весьма высоких температурах (до 250 ⁰С), морозостойкость (до – 160 ⁰С), высокая ударная вязкость, прочность. К недостаткам большинства фторопластов относится низкая адгезия к металлам и другим материалам, особенно при использовании их в виде листов и пленок при защите от коррозии.

1. Фенолоформальдегидные смолы, конструкционные материалы и защитные композиции на их основе: химическая стойкость, основные свойства, области и условия применения, изделия

Фенолоформальдегидные смолы получают реакцией поликонденсации фенола и формальдегида. Наиболее широкое применение для защиты от коррозии нашли резольные фенолоформальдегидные смолы, получаемые поликонденсацией при избытке формальдегида в присутствии щелочного катализатора. Отверждение фенолоформальдегидных смол – перевод их в твердое, неплавкое состояние – осуществляется при нагревании до 130 – 140 0С и выдержке при этой температуре в течение 30 – 50 ч. (в зависимости от толщины покрытия). При нормальных температурах отверждение фенолоформальдегидных смол можно инициировать кислыми катализаторами, например, паратолуолсульфохлоридом.

Отвержденные фенолоформальдегидные смолы обладают высокой стойкостью к действию воды и органических растворителей, кислот (исключение составляют окислительные кислоты: азотная, хромовая, серная – свыше 80%) и растворов многих солей. Щелочные среды, особенно гидроксиды щелочных металлов, вызывают химическую деструкцию фенолоформальдегидных смол и защитных покрытий на их основе. Фенолоформальдегидные смолы и композиции на их основе можно эксплуатировать в зависимости от среды при температурах до 90 – 150 0С. Вообще они сохраняют прочность, твердость и стеклообразное состояние до температуры 250 – 280 0С. При температуре выше 280 0С начинается деструкция смол. Чистые отвержденные фенолоформальдегидные смолы обладают высокой хрупкостью; разрушающее напряжение при изгибе равно 35 – 100 МПа. Для снижения хрупкости фенолоформальдегидные смолы пластифицируют, например, каолином, жидкими каучуками (нитрильные, бутилкаучук, олигомеры изобутилена), полиамидами. Ненаполненные смолы применяются в виде лаков: бакелит (непластифицированая смола), лак-86 (пластификация каолином).

В антикоррозионной технике для нанесения толстослойных покрытий наиболее широкое применение среди всех реактопластов нашли композиции на основе фенолоформальдегидных смол: фаолиты и арзамит.

Фаолиты (ТУ 6-05-1169-75) выпускаются в виде листов, прессовой массы и замазки на основе резольной смолы. В зависимости от наполнителей выпускают фаолит трех марок: А – наполнитель асбест, В –наполнитель тальк и Т – наполнитель графит. Толщина листов от 8 до 20 мм. Фаолит применяется как самостоятельный конструкционный материал для изготовления разнообразной химической аппаратуры, а также для защиты металлических аппаратов путем обкладки листами – фаолитирование. Склейку листов, разделанных «на ус», производят с помощью фаолитовой замазки или 30%-ным раствором бакелитового лака в этиловом спирте. Для размягчения фаолита и снижения его вязкости применяют этиловый спирт. Отверждение фаолита проводят по ступенчатому режиму: нагрев до 60 – 70 0С и выдержка при этой температуре в течение 6 часов, 70 – 80 0С – 5 ч, 80 – 90 0С – 4 ч, 90 – 100 0С – 3 ч, 100 – 110 0С - 4 ч, 110 – 120 0С – 5 ч, 120 – 130 0С – 3 ч. Выпускаются также трубы из фаолита (ТУ 6-05-1170-76), которые можно использовать самостоятельно или в качестве защитных вкладышей в стальные трубчатые элементы (короткие участки трубопроводов, патрубки, штуцера, люки и т.п.). Вставку вкладышей можно производить на любом адгезиве.

Химическая стойкость фаолита зависит не только от стойкости смолы, но и наполнителя. В частности, хотя фенолоформальдегидная смола устойчива к действию плавиковой кислоты, фаолит – А в ней не стоек, т.к. под ее действием разрушается асбест. Инертность графита к действию фтористого водорода предопределяет химическую стойкость фаолита – Т в плавиковой кислоте. Фаолит – Т применяют для изготовления и защиты теплообменной аппаратуры.

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)