Физико-химические закономерности создания полимерматричных композитов функционального назначения на основе базальтовых дисперсно-волокнистых наполнителей, углеродных и стеклянных волокон

• Автор: Кадыкова, Юлия Александровна
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 307 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Перечень условных сокращений и обозначений, принятых в диссертации 4 ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ
1.1 .Армирующие волокна в производстве полимерматричных композитов
1.1.1 .Углеродные волокна
1.1.2. Стеклянные волокна
1.1.3. Базальтовые волокна
2. Влияние армирующих волокон на свойства полимерных матриц
3.Области применения базальтовых волокон
4. Поликонденсационный способ совмещения компонентов для получения полимерматричных композитов
5. Модификация полимерматричных композитов
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Объекты исследования
2.2. Методы и методики исследования
ГЛАВА 3. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА АРМИРУЮЩИХ ВОЛОКОН, ВЛИЯЮЩИЕ НА СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЕ, СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА ПМК НА ИХ ОСНОВЕ. ВЫБОР ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЫ
ГЛАВА 4. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОЛИКОНДЕНСАЦИ-ОННОГО СПОСОБА СОВМЕЩЕНИЯ ОСНОВНЫХ КОМПОНЕНТОВ
В ПРОИЗВОДСТВЕ ПМК НА ОСНОВЕ УГЛЕРОДНЫХ, БАЗАЛЬТОВЫХ И СТЕКЛЯННЫХ НИТЕЙ
ГЛАВА 5. БАЗАЛЬТОПЛАСТИКИ НА ОСНОВЕ НИТЕЙ РАЗНЫХ ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ
ГЛАВА 6. МОДИФИКАЦИЯ БАЗАЛБТО-, СТЕКЛО- И УГЛЕПЛАСТИКОВ
1 1 . ' ' * , * V +
< < , 1 ,1 '

6.1. Модификация введением активных добавок БП, УП и СП, сформированных на основе препрегов, полученных поликонденсационным способом совмещения компонентов
6.2. Активация поверхности армирующих углеродных нитей
6.3. Активация поверхности армирующих базальтовых нитей
6.4. Гибридные армирующие волокнистые системы
6.4.1.Гибридизация базальтовой или стеклянной нити с углеродной
6.4.2.Модификация базальтопластиков методом гибридизации базальтовых нитей с неорганическим наполнителем
ГЛАВА 7. ВЛИЯНИЕ НАПРАВЛЕНИЯ АРМИРОВАНИЯ НА СВОЙСТВА БАЗАЛЬТОПЛАСТИКА
ГЛАВА 8. БАЗАЛЬТОПЛАСТИКИ НА ОСНОВЕ БАЗАЛЬТОВОЙ ВАТЫ
8.1. Анализ химического состава, структуры и свойств базальтовой ваты
8.2.Получение базальтопластиков на основе базальтовой ваты и фенол-формальдегидного связующего
8.3. Исследование возможности использования базальтовой ваты в качестве наполнителя полиэтилена
ГЛАВА 9. ПМК НА ОСНОВЕ ПОЛИМЕРНЫХ МАТРИЦ НАПОЛНЕННЫХ ДИСПЕРСНЫМ БАЗАЛЬТОМ
9.1. ПМК на основе полиэтилена и базальта
9.2. Разработка составов базальтопластиков на основе эпоксидных матриц, наполненных измельченным базальтом
ГЛАВА 10. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СОЗДАНИЯ КРОВЕЛЬНЫХ РУЛОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ БАЗАЛЬТОВЫХ НАПОЛНИТЕЛЕЙ И ПОЛИЭТИЛЕНОВЫХ ПЛЕНОК
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

Перечень условных сокращений и обозначений, принятых в диссертации
ПМК - полимерматричный композит
УВ - углеродное волокно
УВМ - углеродный волокнистый материал
СВ - стеклянное волокно
БВл - базальтовое волокно
ФФС - фенолформальдегидная смола
БТ - базальтовая ткань
БСТВ - базальтовое супертонкое волокно
ПССК - поликонденсационный способ совмещения компонентов УН - углеродная нить СН - стеклянная нить БН - базальтовая нить
ТОЗМ - теория объемного заполнения микропор ФФО - фенолформальдегидный олигомер ТМ - традиционный метод СП - стеклопластик УП - углепластик БП - базальтопластик
БН-У - базальтовая нить производства ЗАО «Белинский завод «Теплозвуко-изоляция», Украина, Киевская обл.
БН-К - базальтовая нить производства ООО «Комбинат волна», г. Красноярск БН-Б - базальтовая нить производства ОАО «Ивотстекло», г. Ивот Брянской области
БН-1 и БН-2 - базальтовая нить производства НИИ «Графит», г. Москва
БВ - базальтовая вата
ПЭ - полиэтилен
ПТР - предел текучести расплава
ПЭНД - полиэтилен низкого давления
ПЭВ Д - полиэтилен высокого давления
ТХЭФ - три - (Р- хлорэтилфосфат)
ФГ - фософгипс
укладки дорог. Стоимость базальтового сырья в себестоимости производства базальтового волокна составляет от 3 до 5%. Для производства БВл базальт нужно просто расплавить в камнеплавильной печи и пропустить через фильеры. Это предусматривает минимум энергозатрат по сравнению с технологиями производства стекловолокна. Поэтому печи для плавления базальта имеют значительно более компактную конструкцию и требуют меньше энергозатрат для производства базальтовых волокон. Основные энергозатраты по подготовке базальта выполнила природа. Уже в природных условиях базальт прошел обогащение, гомогенизацию по химическому составу и плавление в недрах Земли.
Сырьем для получения БВл являются габбро и базальтовые вулканические породы. Базальтом является магматическая горная порода, застывшая в верхних слоях земной коры, габбро - глубинный аналог базальта [102-106]. Горные породы, которые могут быть сырьем для получения базальтовых волокон, включают базальты, андезито-базальты, габбро-диабазы, порфириты, диабазы, амфиболиты. Химический состав многих горных пород габбро-базальтовой группы (табл. 1.10) аналогичен химическому составу эталонного базальта или может быть скорректирован добавкой карбонатных пород (известняка или доломита) до максимального приближения к эталонному [107].
К настоящее время исследовано большое количество базальтовых месторождений. Суммарные запасы данных пород на территории РФ составляют сотни миллиардов м3, т.е. практически неисчерпаемы [108]. Так, базальтовые месторождения распространены на Курильских островах, Камчатке, в Краснодарском, Приморском и Хабаровском краях, Карелии, в Амурской и Биробиджанской областях [109-115], практически везде в СНГ - в Киргизии, Армении, Узбекистане, Грузии, Украине [116-127]. Достаточно перспективны в РФ базальтовые месторождения в Карелии ("Голодай гора"), в Башкортостан ("Учалинское"), в Плесецком районе Архангельской обл. ("Мяндуха"), в Оренбургской обл. ("Круторожино"), т.к. в этих регионах хорошо развита промышленность [128-131].