Автореферат диссертации (1141498), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Расчеты зависимости модуля упругости отвесовойЕ, МПа1250ложенной в работе [Аскадский2А.А и др.//АСВ. 2015. с.331].11150Наблюдается хорошее согласиерасчетных и эксперименталь-1100ных1050АБС-пластикапроведены по формуле, пред-12001000долизависимостей.Средняяошибка аппроксимации 7%.Для исходного ПВХ модуль00.2 0.40.60.81.0wРисунок 12 – Зависимость модуля упругости E от весовойдоли αw АБС-пластика. 1 - расчетная кривая,2 - экспериментальная криваяупругостисоставляет1040МПа, а при содержании АБСпластика 40% модуль упругости достигает 1100 Мпа.Тест на истираемость проводился на абразиметре Табера.
На рисунке 13 показаны зависимости истираемости образца материала с содержанием ПВХ 60% и образцов стандартных покрытий, которые широко используются на практике (быстротвердеющий наливной пол повышенной прочности и высокопрочный ровнитель) от длины истирающего пути. Видно, что полученный материал обладает меньшей истираемостью.Рисунок 13 – Зависимости истираемости (г) образца с содержанием ПВХ 60% и стандартныхобразцов от длины истирающего пути (м)17Проведено внедрение полученного материала.
В ООО НПТО «Тисма» была изготовленаопытная партия плиток на основе смеси вторичного АБС-пластика с ПВХ (в концентрации40/60). Испытания экспериментальных образцов опытной партии плиток показали, что по физико-техническим характеристикам опытная партия соответствует ГОСТ 11529-86; истираемость плиток составляет 0,003 г/см2; рассматриваемые образцы имеют равномерную окраску ицветоустойчивы (ГОСТ 11583-74); имеют модуль упругости 1100 МПа. Учитывая, что предлагаемые материалы не уступают стандартным покрытиям, широко используемым на практике,но имеют меньшую себестоимость, было принято решение о рекомендации их к производству.Материалы на основе ПЭ и вторичного АБС-пластикаВ работе получены и проанализированы концентрационные зависимости модуля упругостисмеси вторичного АБС-пластика с полиэтиленом высокого давления со степенью кристалличности 60% в зависимости от содержания АБС-пластика (рисунок 14).
Расчеты зависимости модуля упругости от весовой доли АБС-пластика проведены по формуле, предложенной в работе[Аскадский А.А и др.//АСВ. 2015. с.254]. Наблюдается хорошее согласие расчетных и экспериментальных зависимостей. Средняя ошибка аппроксимации 4%.В работе получены и проанализированы концентрационные зависимости модуля упругостисмеси вторичного АБС-пластика с этилен-пропиленовым сополимером (СКЭПТ) в зависимостиот содержания АБС-пластика (рисунок 15).Е, МПа12501000750500250000.20.40.60.81.0w,2Рисунок 14 – Зависимость модуля упругости E смеси ПЭ с вторичным АБС-пластикомот весовой доли αw,2 АБС-пластикаМатериалы на основе СКЭПТ и вторичного АБС-пластика18РасчетыE, МПа600зависимостимодуляупругости от объемной доли АБСпластика проведены по формуле,предложенной в работе400[Аскад-ский А.А и др.//АСВ.
2015. с. 260].Объем дисперсной частицы vdp =200500 Å3. Наблюдается хорошее согласие расчетных и эксперимен000.20.4тальных зависимостей. Средняя0.6ошибка аппроксимации 6%.2Рисунок 15 – Зависимость модуля упругости Е отобъемной доли β2 АБС-пластика в смеси со СКЭПТ6. Эксперименты по релаксации напряжения для ДПКЭксперименты по релаксации напряжения проведены на образцах ДПК, представляющих собой фрагменты террасных досок. Матричным полимером являлся поливинилхлорид.
Измеренияпроведены при разных постоянных деформациях сжатия от 2 до 5 % и температурах от 20 до70оC. На рисунке 16 показаны кривые релаксации модуля при комнатной температуре. Проценты деформации сжатия указаны на рисунке.160014001200Е, МПа10002%3%8004%5%60040020000306090120150180время, минРисунок 16 - Кривые релаксации модуля при 20оС и разных деформацияхВидно, что релаксационный модуль изменяется с деформацией, что свидетельствует онелинейном механическом поведении. Величина флуктуационного объема δ, в которомразыгрывается элементарный акт процесса релаксации, достигает значения 0.21 Ǻ 3 и остается19практически постоянной при деформациях 2 и 5 % (δ = 0.2 Ǻ3).По результатам измерения релаксации напряжения при разных температурах с помощьюспециальной компьютерной программы построена обобщенная релаксационная кривая дляисследованного образца (рисунок 17).Рисунок 17 – Обобщенная кривая для исследованного образца ДПККривая позволяет прогнозировать сохранение ресурса работоспособности материала втечение очень длительного времени.7.
Релаксация напряжения композиционного материала на основе вторичногополипропилена, в который «запечатан» асбестПоказана возможность «запечатывания» экологически агрессивного асбеста, который поклассификации МАИР является канцерогеном первой категории, в ПП.Рисунок 18 – Кривые релаксации напряжениядля исходного образца ПП при разных температурах: 1) 20оС, 2) 50оС, 3) 70оС, 4) 85оС, 5)95оС, 6) 105оСРисунок 19 – Обобщенные релаксационныекривые для смесей ПП с асбестомВесовая доля асбеста 7% (1), 3% (2) и 0% (3)20Кривые релаксации напряжения исходного вторичного ПП показаны на рисунке 18. В интервале сравнительно низких температур введение даже небольшого количества асбеста в композицию существенно увеличивает релаксирующие напряжения. На рисунке 19 приведены обобщенные кривые для образцов, содержащих различное количество асбеста.
Хорошо видно, чтоненаполненный вторичный ПП обладает более низкими релаксирующими напряжениями вовсем интервале lnt по сравнению с наполненными образцами.Таким образом, достигается не только запечатывание асбеста в упаковочный материал на основе ПП, но и получение прочного, экологически безопасного и долговременно работающегокомпозитного материала.ЗАКЛЮЧЕНИЕИтоги выполнения исследования1.Разработаны и модифицированы расчетные схемы для оценки температуры стеклованияполимеров на основе их молекулярной структуры, для оценки температур кипения растворовполимеров, что важно для метода эбуллиоскопии, а также показано, что процесс релаксациинапряжения исследованных композиционных материалов описывается с коэффициентом корреляции от 0,987 до 0,992 с привлечением ядра релаксации T1(τ).2.Установлено, что введение нанотрубок в полиэтилен приводит к двукратному увеличе-нию модуля упругости и возрастанию предела вынужденной эластичности; наибольший усиливающий эффект наблюдается при концентрации нанотрубок 0,1 мас.%.
Наполнение полиэтилена сажей приводит к менее значительному возрастанию данных характеристик.3.Предельные механические характеристики достигают максимального значения принаполнении полиэтилена нанотрубками, характеризующимися наибольшей удельной поверхностью, равной 1308 м2/г.4.Выявлено, что степень кристалличности полиэтилена возрастает от 54 до 61% при егонаполнении нанотрубками, что приводит к возрастанию релаксирующих напряжений и модулейнаномодифицированных композитов по сравнению с ненаполненным полиэтиленом.5.Исследование процессов релаксации напряжения в наномодифицированных композитахпоказало, что введение в полиэтилен нанотрубок приводит к увеличению релаксирующихнапряжений примерно в два раза на всем протяжении релаксационных кривых.
Показано, чтопо результатам измерения во всем интервале температур и деформаций и построения обобщенных кривых наномодифицированные композиты обладают лучшей механической работоспособностью и лучше сопротивляются деформированию, чем ненаполненный полиэтилен.6.Исследование релаксационных свойств промышленных террасных досок с матричнымполимером поливинилхлоридом показало умеренное снижение релаксирующего напряжения21(на 25 % при 20оС и на 35 % при 70оС). Характер обобщенных кривых свидетельствует о длительной работе материала в условиях механического воздействия.7.Предложена расчетная схема для количественной оценки температуры кипения раство-ров полимера в органическом растворителе.
Все расчеты проводятся на основе химическогостроения полимера и растворителя, не требуют проведения предварительных экспериментов, и,следовательно, обладают прогностической силой. Сами же величины температур кипения важны для оценки молекулярной массы полимеров методом эбуллиоскопии.8.Проведенный анализ адекватности разработанной расчетной схемы для оценки темпера-туры стеклования полимеров показал, что сходимость расчетных и экспериментальных данныхдостигает 99 %.9.Показана возможность «запечатывания» асбеста, являющегося канцерогеном первой ка-тегории по классификации МАИР, в полипропилен, при этом модуль упругости увеличиваетсяпо сравнению с полипропиленом, не содержащим наполнитель; также увеличивается долговременная способность сохранять заданную величину релаксирующего напряжения.10. Учитывая, что предлагаемые материалы на основе смеси вторичного АБС-пластика с поливинилхлоридом не уступают стандартным материалам, широко используемым на практике,но имеют меньшую себестоимость, принято решение о рекомендации их к производству.Рекомендации и перспективы дальнейшего исследованияРекомендованы дальнейшие разработки темы в части улучшения моделей и расчетныхсхем для количественного описания механических и термических свойств полимерных материалов, написания компьютерных программ на языках С++ или PYTHON, учете влияния солей,бензина и других продуктов климатического воздействия на водопоглощение, структуру и механические свойств полимерных материалов строительного назначения и прогноз долговременного их использования.22ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИПубликации в ведущих рецензируемых научных изданиях, рекомендованных ВАК:1.Мацеевич, Т.А.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
