Строительные исследования
страница - 0
Изучение влияния полиуретанового связующего на свойства композита на основе отходов.
Шильникова Н.В., Зенитова Л.А. (zenit@kstu.ru), Муратова Г.Я. Казанский Государственный Технологический Университет.
По-прежнему, актуальной для многих отраслей промышленности является проблема экономии сырья за счет утилизации отходов и их вторичного использования. На основе отходов создают полимерные композиционные материалы (ПКМ), содержащие древесный наполнитель (стружки, опилки, пробковую крошку).
В настоящее время известен ряд ПКМ с использованием древесных наполнителей и различных связующих, таких как полиуретан, костный клей, казеин, фенол- и мочевиноформальдегидные смолы, поливинилацетатная эмульсия, латексы, сополимеры этилена. Принципиальное различие полученных ПКМ заключается в степени наполнения полимерной матрицы и типе полимерного связующего (термопласт или реактопласт) [1,2].
Разработанный нами ПКМ «Пробкур-1» на основе отходов коры пробкового дуба (пробковой крошки) полиуретанового связующего может использоваться для получения плит и полуфабрикатов протезно-ортопедических изделий (искусственный носок, межстелечные слои) методом прессования.[3].
Количество наполнителя (пробковой крошки) в ПКМ составляет 85% , что позволяет полноценнее использовать комплекс ценных физико-механических свойств этого природного материала, таких как прочность, легкость, водостойкость, высокие теплофизические, звукоизоляционные и бактерицидные свойства.
Процесс получения ПКМ «Пробкур-1 » состоит из подготовки связующего, смешение его с пробковой крошкой и прессование смеси в пресс-формах при комнатной температуре. С целью расширения спектра используемых каучуков в качестве связующего ПКМ в данном случае были выбра-
Т и п с в я з у ю щ е г о | |||||||||
СКУ-8 ТБ | СКУ-8 А | СКУ-8 М | |||||||
Ко н ц е н т р а ц и я (%, мас.) | |||||||||
Показатели | 20 | 15 | 10 | 20 | 15 | 10 | 20 | 15 | 10 |
Предел прочности при растяжении, МПа | 1,55 | 0,88 | 0,65 | 1,50 | 0,85 | 0,64 | 1,50 | 0,80 | 0.62 |
Предел прочности при сжатии, МПа | 2,8 | 1,95 | 1,35 | 2,65 | 1,90 | 1,31 | 2,60 | 1,90 | 1,30 |
Относительная. остаточная. деформация при 20% сжатии за 24ч. % | 3,0 | 2,5 | 2,0 | 2,7 | 2,4 | 2,0 | 2,8 | 2,5 | 2,1 |
Из представленных в таблице 1 данных видно, что увеличение концентрации ПУ связующего до 20% увеличивает прочностные показатели, однако
ны уретановые вальцуемые каучуки: каучук СКУ 8ТБ (ТУ 38 103 468-80), каучук СКУ 8М (ТУ 38 103 253-80), каучук СКУ 8А (ТУ 38 103 209-77).
В качестве отверждающего агента полиуретана использовался полиизо-цианат (ПИЦ-Б) ТУ 113 03-375-78. Несомненно, что плотность и прочность ГЖМ зависят от типа связующего и его концентрации. Содержание ПУ связующего в ПКМ Пробкур-1 составляло 10%, 15%, 20% от веса пробковой крошки (таблица 1)
Таблица 1 .
Зависимость прочностных свойств ПКМ «Пробкур -1» От типа и концентрации связующих.
Рисунок 1
при использовании связующего с концентрацией ПУ 1 5% позволяет получить также удовлетворительные показатели готового ПКМ. Применение связующего с концентрацией ПУ равной 1 0% не дает возможности получить высокие прочностные показатели, так как этого количества связующего, вероятно, не достаточно для полного покрытия пленкой всей поверхности наполнителя (пробковой крошки), а как следствие получали недостаточную ко-гезионную прочность связующего. Как видно из данных таблицы 1 все исследуемые полиуретаны являются пригодными для получения «Пробкур-1 ».
Одним из основных технологических этапов получения ПКМ является подготовка и анализ наполнителя, а именно пробковой крошки. Также экспериментально установлено, что гранулометрический состав (форма, размеры частиц, концентрация пыли), а также исходная влажность пробковой крошки, существенно влияют на прочностные свойства композита [4,5].
Известно, что размеры частиц пробкой крошки могут колебаться от 0,1 до 6,0 мм и более, для применения ее в качестве наполнителя необходима предварительная подготовка: пробковая крошка просеивалась через набор сит от 1 ,0 до 5,5 мм. Влажность пробковой крошки составляла 8-1 2%.
Оценка фракционного состава пробковой крошки показала, что при наличии большого количества мелких частиц (менее 1мм), а также пыли значительно увеличивает суммарную поверхность наполнителя, а это ведет к недостаточному и неравномерному распределению связующего компонента в ПКМ. В данном случае, для получения ПКМ «Пробкур-1 » использовалась пробковая крошка коры пробкового дуба, а также пробковая крошка от прессованных плит промышленного производства (агломерированная пробка), сходные по своему гранулометрическому составу (рисунок 1 ).
Как видно из данных, представленных на рисунке гранулометрический состав двух партий крошки почти одинаков. Небольшое различие в области 2,0-2,5 и 2,5-3,5 не сможет существенно повлиять на структуру композита.
содержание:
[стр.Введение] [стр.1] [стр.2]