Вопросы и ответы к экзамену (1094464), страница 8

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

Текст из файла (страница 8)

Арзамит применяют в основном в качестве вяжущего материала при футеровке химических аппаратов силикатными штучными материалами.. Подробно о мастиках и арзамите сказано в разделе

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

Эпоксидные смолы – это линейные полимеры, содержащие в молекулярной цепи эпоксидные группы

При отверждении эпоксидные смолы образуют пространственную сетчатую структуру. В антикоррозионной технике применяют эпоксидные смолы дианового ряда, получаемые поликонденсацией эпихлогидрина и дифенилолпропана (ЭД-20, ЭД-16, Э-40 и др.).

Хорошая адгезия к различным поверхностям (металлы, пластмассы, бетон, керамика, стекло и др.), высокие физико-механические свойства (и = 80 – 140 МПа, Нв = 100 – 200 МПа), водостойкость, универсальная химическая стойкость в кислотах и щелочах, за исключением окислителей, теплостойкость (до 170 – 180 0С), - вот свойства, которые предопределяют широкое использование эпоксидных смол для приготовления лаков, мастик, компаундов.

Наличие в эпоксидных смолах реакционно-способных эпоксидных и гидроксильных групп позволяет осуществлять их отверждение с помощью основных и кислых отвердителей, варьировать температуру в широком интервале (15 – 130 0С) и время. В качестве отвердителей берут первичные и вторичные амины, многоосновные кислоты и их ангидриды, многоатомные спирты и фенолы, фенолсодержащие олигомеры. Следует подчеркнуть, что химическая природа отвердителя оказывает решающее влияние на свойства отвержденных композиций, прежде всего, на химическую стойкость, проницаемость, физико-механические характеристики. С учетом этих обстоятельств для отверждения защитных композиций на основе эпоксидных смол используют ангидриды фталевой, малеиновой, метилтетрагидрофталевой и других дикарбоновых кислот (требуется подогрев до 60 – 70 0С) и полиамины и их производные, в частности полиэтиленполиамин и гексаметилендиамин (отверждение при комнатной температуре). При защите эпоксидными композициями крупногабаритной химической аппаратуры и различных сооружений отверждение производят «на холоду» с помощью полиэтиленполиамина (ПЭПА). Однако, его токсичность, требующая определенных мер защиты при производстве работ, побудила разработку модифицированных аминных отвердителей – аддуктов, представляющих собой продукты взаимодействия эпоксидных соединений с избытком аминов. Аддукты менее летучи, что делает их более удобными в применении.

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

В технике защиты от коррозии применяют ненасыщенные полиэфирные смолы, представляющие собой раствор в стироле ненасыщенных полиэфиров дикарбоновых кислот (малеиновой или фумаровой) и многоатомных спиртов. Сополимеризация (отверждение) происходит при нагревании или под действием отвердителей и ускорителей твердения. Отверждение может проводиться с помощью ангидридов, например, фталевого и малеинового (требуется нагрев до 60 - 700С в течение нескольких часов), либо различными перекисными соединениями.

Наиболее распространенными отвердителями, действующие при комнатных температурах, являются гидропероксид изопропилбензола или пероксид метилэтилкетона, вводимые в количестве 3 – 8 массовых частей. Реакция отверждения ускоряется при добавлении 10%-ного раствора нафтената кобальта в стироле (8 – 10 массовых частей). В отличие от фенолформальдегидных смол отверждение полиэфирных смол не сопровождается выделением побочных продуктов, что важно при проведении противокоррозионных работ.

Полиэфирные смолы стойки к действию минеральных и органических кислот, нефтепродуктов, ряда растворителей. Они подвержены гидролизу, особенно сильно протекающему в щелочных средах.

На основе полиэфирных и эпокси-полиэфирных смол изготавливают различные лаки, а при наполнении – антикоррозионные мастики и конструкционные пластмассы.

28. Фурановые (фуриловые) смолы, конструкционные материалы и защитные композиции на их основе: химическая стойкость, основные свойства, области и условия применения, изделия

Под этим названием объединена большая группа гетероцепных высокомолекулярных соединений, образующихся из реакционно-способных мономерных соединений фурана и его производных. Сырьем для их получения является фуриловый спирт – продукт гидрирования фурфурола. Обширная и дешевая сырьевая база – отходы сельскохозяйственного производства, из которых получают фурфурол, - высокая химическая стойкость в кислотах и щелочах, теплостойкость (до 300 – 5000С), хорошая адгезия к металлам, бетону, к керамике и другим материалам, - все это предопределяет перспективность фурановых смол в качестве материалов для защитных покрытий. Наличие двух ненасыщенных двойных связей в цикле, карбонильной и винильной групп в боковой цепи позволяет осуществлять реакцию поликонденсации фурфурола или фурилового спирта с другими мономерами и получать обширную гамму фурфурольных или фуриловых смол с фурановыми кольцами в молекулярной цепи. Наиболее широкое распространение получили фурфуролацетоновые мономеры ФА, ФАМ, 2ФА, 4ФА. Их отверждение осуществляется с помощью ароматических сульфокислот или сульфохлоридов, например, паротолуолсульфокислоты или паратолуолсульфохлорида, а также серной кислотой. Большая усадка при отверждении порождает необходимость сочетать фурановые мономеры и олигомеры с другими смолами (фенолоформальдегидными, поливинилбутералем и др.) при изготовлении покрытий и различных композиционных материалов.

1. Кремнийорганические полимеры (полисилоксаны): номенклатура, химическая стойкость, основные свойства, области и условия применения, изделия

Кремнийорганические или силиконовые смолы относятся к особому классу высокополимеров, которые можно рассматривать как органические производные силикатов, содержащих в основной цепи кремний и кислород ( - О – Si – O – Si – O -)n. Такие соединения ещё называют полисилоксанами.

В зависимости от характера связи молекул и природы радикалов, входящих в состав молекул, полисилоксаны могут быть получены в виде жидкостей, масел и каучуков. Все они нашли применение и в качестве гидрофобизаторов, обработка которыми придает поверхности водоотталкивающие свойства, и в виде масел, и в качестве связующих для изготовления конструкционных пластмасс, и в качестве каучуков.

Отличительным свойством кремнийорганических полимеров являются: высокая теплостойкость (до 300 – 6000С), низкая температура замерзания (силиконовые каучуки не теряют своих свойств до – 400С), высокая химическая стойкость, высокая пластичность и эластичность, свойственные органическим полимерам. Физико-механические характеристики отвержденных кремнийорганических смол остаются практически неизменными в широком диапазоне температур: от - 80 до – 3000С.

Наибольшее применение кремнийорганические смолы нашли в качестве защитных покрытий, при этом в них вводят усиливающие наполнители: порошки алюминия, титана, бора и др. Покрытия из силиконовых полимеров устойчивы во многих агрессивных средах, кислороде, озоне, влажной атмосфере, ультрафиолетовых лучах. Они применяются для защиты технологического оборудования, эксплуатируемого при высоких температурах (дымовые трубы, выпарные аппараты, сушилки, крекинг-установки, насосы для перекачки горячих жидкостей и т.п.). Кремнийорганические смолы используют также в качестве связующего в конструкционных композиционных материалах – стеклопластиках.

Основными недостатками кремнийорганических смол являются: необходимость их термической обработки до полного отверждения (обычно при 200 – 2500С в течение 5 – 10 ч), малая стойкость к абразивному износу, невысокая химическая стойкость в органических растворителях и сильноокислительных средах.

Для улучшения химической стойкости и других свойств кремнийорганические смолы модифицируют фенолоформальдегидными, виниловыми, эпоксидными, полиэфирными и другими смолами.

1. Каучуки и резины: номенклатура, химическая стойкость, основные свойства, области и условия применения, изделия

Среди полимерных материалов, применяемых в антикоррозионной техники, наиболее старыми являются материалы и композиции на основе каучуков, к которым, в частности, относятся клеи и резины. Особенно распространен метод защиты металлических конструкций обкладкой из резины, получившей название «гуммирование» («гуммировка»).

Гуммирование используется для защиты от химического, кавитационного, эрозионного и других видов воздействия, приводящих к разрушению металла и других конструкционных материалов. На защищаемую поверхность резины наносят с помощью клеев, изготовленных, как правило, из каучуков.

В последние годы достаточно широко используют в антикоррозионной техники жидкие каучуковые составы и различные композиции для ремонта гуммировочного покрытия. Все перечисленные материалы объединены общим названием «гуммировочные материалы».

Для изготовления резин, предназначенных для обкладки (гуммирования) используют натуральные и синтетические (изопреновые, хлоропреновые, бутадиеновые, бутадиеннитрильные и др.), а также смеси натурального и синтетических каучуков. Гуммировочные резиновые смеси легко перерабатываются на специальных станках – каландрах или вальцах, откуда и получили названия каландрованной или вальцованной резины. Для химической защиты используют только каландрованную резину, соответствующую требованием ТУ 381051559 – 83 «Смеси резиновые невулканизованные каландрованные для гуммирования химической аппаратуры».

Известно, что процесс вулканизации каучуков осуществляется, как правило, серой, которая при нагревании каучука присоединяется к двойным связям линейной молекулы полимера, образуя пространственно сшитую структуру – резину. Сырая резиновая смесь или «сырая резина» представляет собой смесь каучука с серой или другими вулканизирующими агентами и ингредиентами (ускорители и активаторы вулканизации, противостарители, мягчители, наполнители и др. добавки).

В зависимости от количества серы, вводимой в сырую резину при вулканизации получают мягкую резину (0,8 – 4,0% S), полутвердую резину – полуэбонит (12 – 20% S) и твердую резину – эбонит (30 – 50% S).

Мягкая резина обладает высокой эластичностью, способностью смягчать удары, противостоять истиранию, однако по химической стойкости она несколько уступает эбонитам. Эбониты наоборот, обладая высокой химической стойкостью, плохо сопротивляются абразивному износу, знакопеременным деформациям, ударам и резким перепадам температур. Но они лучше привулканизовываются к металлам, что позволяет наносить на защищаемые конструкции эффективные двухслойные покрытия «эбонит – мягкая резина».

Химическая стойкость гуммировочных материалов определяется составом и строением каучуков. Следует, однако, отметить, что материалы на основе НК, СКБ, СКИ и СКМС имеют низкую масло- и бензостойкость.

1. Углеграфитовые материалы: номенклатура, химическая стойкость, основные свойства, области и условия применения, изделия

Исходным сырьем для получения углеграфитовых материалов служит природный графит или искусственный (пирографит), получаемый путем прокаливания каменноугольного пека или нефтяного кокса. Графит – это единственный конструкционный неметаллический материал, обладающий высокой теплопроводностью при достаточно большой инертности к действию многих агрессивных сред. Его характеризуют высокая термическая стойкость при резких перепадах температур, низкое омическое сопротивление. Графит имеет хорошие механические свойства, он податлив механической обработке на обычных токарных, фрезерных, сверлильных станках.

Теплопроводность графита выше теплопроводности многих металлов и сплавов. В частности, его теплопроводность выше теплопроводности свинца и хромоникелевых сталей в 3 – 5 раз. Поэтому он нашел широкое применение как конструкционный материал для изготовления различной теплообменной аппаратуры, предназначенной для эксплуатации в условиях воздействия таких агрессивных сред, как серная кислота определенных концентраций, соляная и плавиковые кислоты и т.п., для которых непригодны известные и экономически доступные металлы и сплавы. Графитовые блочные и кожухо - блочные теплообменники, теплообменные элементы погружного типа и других конструкций успешно эксплуатируют в различных отраслях промышленности

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)