Диссертация (1150237), страница 11
Текст из файла (страница 11)
вышеприведенный расчет для частиц КЖ).По-видимому, часть S60Cl в процессе модификации поверхности железаможет расходоваться на образование тиолятов, переходящих в объем75раствора, как было отмечено ранее, поэтому для полного покрытияповерхности защитным слоем необходимо больше полифторированногодисульфида.Врезультатеисследованияадсорбциибис(3-окса-2-хлорперфторбутил)-дисульфида другой партией частиц карбонильногожелеза (КЖ), а также частицами железа, полученными испарением металла вэлектродуговом плазменном разряде с высокоскоростным охлаждениемпаров (ЭДЖ), из толуола и перфторметилциклогексана при температурах 20и 60 оС показано, что повышение температуры и сродства растворителя креагенту-модификатору приводит к увеличению количества реагента,необходимого для достижения предельных значений адсорбции. Этотрезультат показал необходимость проведения небольшого предварительногоэксперимента по оптимизации условий адсорбционной модификации припереходе от одного типа частиц железа к другому.
Тем не менее,совокупностьполученныхданныхпоказываетуниверсальностьпредложенного метода адсорбционной модификации поверхности железаполифторированным дисульфидом, который может быть использован длячастиц железа различного происхождения.3.2. Свойства магнитных жидкостей на основе модифицированных НВЖПолученые частицы были введены в силоксановую матрицу СКТН-Г иизмерены их магнитореологические свойстваНа рис. 3.10 представлены зависимости вязкости композиций сразличным наполнением от плотности магнитного потока.
Было показано,что исследуемые системы проявляют высокую чувствительность вязкости ηна приложенное магнитное поле.76Рис. 3.10. Зависимости вязкости композиций СКТН-Г/НВЖ-мод с различнымнаполнением от плотности магнитного потока.Влияние степени наполнения композита на вязкость свидетельствет осохранении магнитных свойств НВЖ и эффективности их применения каккомпонентов магнитных жидкостей.3.3. Комплексный термический анализ образцов карбонильного железа.На рис.
3.11 представлены кривые TG, DTG и DSC, полученные принагревании образцов КЖ и КЖ мод в интервале от 40 до 800 С со скоростью10 С/мин. На кривых TG обоих образцов имеются три ступени возрастаниямассы, а на кривых DTG наблюдаются три максимума скорости. Однако дляэтих кривых наблюдается смещение кривых в область более высокихтемператур для образца КЖ модПервая ступень увеличения масс в интервалах от 121 до 222 и 239 Схарактеризуется максимумами скорости разложения (кривая DTG) при 208 и219 С, при этом массы возрастает на 0.93 1.09 %. Этому интервалу накривых DSC соответствуют небольшие экзотермические эффекты смаксимумами при 208 и 219 С. Зная, что исследуемые материалы77представляютсобойтонкодисперсныепорошкижелеза,можнопредположить, что увеличение массы в сочетании с экзотермическимиэффектами, связано с процессами окисления кислородом воздуха.
Возможно,что столь раннее окисление происходит с самой «тонкой фракцией»материала.Вторая ступень увеличения масс для этих материалов происходит винтервалах 222-387 и 239-421 С, где массы образцов увеличиваются на 15.82и 14.93 %, что сопровождается экзотермическими эффектами с максимумамипри 435 и 472 С. Этот этап также связан с окислением железа.Третья ступень протекает в интервалах 387-656 и 421-656 С, гдепроисходит увеличение масс на 22.50 и 22.99%, что сопровождаетсяэкзотермическими эффектами с максимумами при 435 и 472С. Данный этапсвязан с дальнейшим окислением железа.Количественныехарактеристикиокислениядляисходногоимодифицированного образца отличаются следующим образом:«исходный»0.95+15.82+22.50=39.27%.«модифицированный» 1.09+14.93+22.99=39.01%.Различия могут быть объяснены тем, что при модификации вводитсядополнительный компонент, что немного уменьшает долю карбонильногожелеза в модифицированном образце.Такимобразом,«карбонизированногополучается,железа»чтоотличаетсяобразецотмодифицированногоисходногоповышениемтемпературных границ процессов окисления примерно на 20 оС, что являетсясущественным приростом, особенно при использовании в условияхагрессивных сред.78TG /%239.0 °C, -0.3745 mW/mg121.0 °C, -0.09298 mW/mg121.0 °C, -0.08634 mW/mg421.0 °C, -1.544 mW/mg222.0 °C, -0.4687 mW/mgDTG /(%/min)DSC /(mW /mg)exo656.0 °C, 0.04188 mW/mg20656.0 °C, 0.03875 mW/mg387.0 °C, -2.231 mW/mg180[2]0[1]208.0 °C, -0.503 mW/mg160335.0 °C, -2.818 mW/mg314.0 °C, -3.024 mW/mg14015[1] 03054-CarbFe-modif-tab-30-1-Al2O3-10-1000-Air-40-10.sstTGDSCDTG[2] 03053-CarbFe-initial-tab-30-1-Al2O3-10-1000-Air-40-10.sstTGDSCDTG219.0 °C, -0.6299 mW/mg-510[2][1]-1022.99 %22.50 %435.0 °C, -9.129 mW/mg472.0 °C, -9.011 mW/mg120514.93 %15.82 %100-151.09 %0.95 %[2][1]0100200300400500Temperature /°C600700800Рис.
3.11. Кривые TG, DTG и DSC, полученные при нагревании образцов КЖ (2) и КЖ мод (1) винтервале от 40 до 800 С со скоростью 10 С/мин.79На рис. 3.12 и 3.13 представлены микрофотографии таблеток до ипосле нагревании образцов КЖ и КЖ мод в интервале от 40 до 800 С соскоростью 10 С/мин. Из микрофотографий видно, что модифицированныйобразец имеет более равномерную текстуру и до, и после обжига.абРис. 3.12 Микрофотографии таблеток до (а) и после нагревания (б) образцаКЖ в интервале от 40 до 800 С со скоростью 10 С/мин.абРис.
3.13 Микрофотографии таблеток до (а) и после нагревания (б) образцаКЖ мод в интервале от 40 до 800 С со скоростью 10 С/мин.3.4. Комплексный термический анализ композиций на основефторкаучуков.На рис. 3.14 представлены кривые TG, DTG и DSC, полученные принагревании всех трех образцов: исходного образца ФК и композиций ФК-I иФК-II в интервале от 210 до 500С со скоростью 10С в минуту.
Этот80рисунок позволяет лучше сравнить поведение материалов при обжиге навоздухе.На кривой TG образца ФК имеются две ступени потерь массы, междукоторымирасполагаетсямонотонныйучасток,анакривойDTGнаблюдаются два максимума скорости. На первой ступени уходит 3.25%массы, на монотонном участке теряется 5.48%, а на второй ступени потерисоставляют: 8.44+67.01=75.45%.На кривой DSC образца ФК имеется слабый эндотермический эффект смаксимумом при 254 С, который по температуре совпадает с первойступенью потерь, что, возможно, связано с испарением растворителя.
Такжеимеется небольшой экзотермический эффект с максимумом при 462 С,который совпадает со второй ступенью потерь массы, здесь происходитвыгорание органического вещества синтетического каучука.Кривая TG образца ФК-I имеет только одну ступень потерь массы винтервале от 353 до 500 С, максимум скорости потерь приходится на 445 С,на этой ступени уходит 2.16+24.04=26.20%. Здесь происходит выгораниеорганической составляющей композиции на основе каучука. Этой ступенисоответствует сильный экзотермический эффект на кривой DSC смаксимумом при 445 С.Кривая TG образца ФК-II имеет одну ступень потерь массы в интервалеот 351 до 500 С, на которой можно выделить три этапа: первый – спокойныйот 351 до 396 С; второй – идущий с заметным ускорением от 396 до 435 С;третий – практически «взрывной» от 435 до 448 С.
Максимум скоростипотерь приходится на 448 С, в сумме уходит 1.76+1.83+5.73+25.64=34.96%.Здесь происходит выгорание органической составляющей композиции наоснове каучука. Этой ступени соответствует сильный экзотермическийэффект на кривой DSC с максимумом при 448 С.81DTG /(%/min)DSC /(mW /mg)exo02TG /%[3]100[1][2]800[3][2]604020[1] 03058-FK-initial-tab-25-Al2O3-10-500-Air-40-10.sstTGDSCDTG[2] 03056-FK-VII-tab-25-Al2O3-10-500-Air-40-10.sstTGDSCDTG[3] 03057-FK-VIII-tab-25-Al2O3-10-500-Air-40-10.sstTGDSCDTG-2[1]-4-6-30-40[2][1]-8-20-10-40-12300-20[3]0250-10350400Temperature /°C450-50-60-70500Рис. 3.14.
Кривые TG, DTG и DSC, полученные при нагревании образцов ФК (1), ФК-VII (2), ФК-VIII (3) в интервалеот 210 до 500С со скоростью 10С в минуту.82На рис. 3.15 представлены микрофотографии таблетки образца ФК до(а) и после нагревания (б) в интервале от 40 до 500 С со скоростью 10 С/мин. Из них видно, что первоначально таблетка сжимается, а затем выгораеторганическая составляющая.абРис. 3.15. Микрофотографии таблетки образца ФК до (а) и после нагревания(б) в интервале от 40 до 500 С со скоростью 10 С/мин.На рис. 3.16 представлены микрофотографии таблетки образца ФК-I до(а) и после нагревания (б) в интервале от 40 до 500 С со скоростью 10С/мин.
Видно, что таблетка при обжиге расплывается и вспучивается,происходит размягчение композиции, а затем вспучивание за счетвыделяющихся газообразных продуктов горения, на поверхности виднывскрывшиеся поры.абРис. 3.16. Микрофотографии таблетки образца ФК-I до (а) и посленагревания (б) в интервале от 40 до 500 С со скоростью 10 С/мин.83На рис. 3.17 представлены микрофотографии таблетки образца ФК-II до (а) ипосле нагревания (б) в интервале от 40 до 500С со скоростью 10С в минуту.Из них видно, что таблетка при обжиге расплывается меньше, чем в образцеФК-IIипрактическитакжевспучиваетсязасчетвыделяющихсягазообразных продуктов горения, но на поверхности вскрывшиеся поры непроявляются, видны крупные частицы до 0,2мм с неправильными границами.Также следует отметить более красноватую окраску обожженного метериала,по сравнению с образцом ФК-I.абРис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
