Обоснование применения нетканых полотен для производства композиционных материалов на текстильной основе

• Автор: Трещалин, Юрий Михайлович
• Шифр специальности: 05.19.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Кострома
• Количество страниц: 212 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Общая характеристика работы

Глава 1. Обоснование выбора волокнистого состава и нетканых полотен для изготовления композиционных материалов
1.1. Современные способы изготовления композиционных материалов на текстильной основе

1.2. Текстильные материалы как основа производства композитов

1.2.1. Тканые, трикотажные и плетеные структуры

1.2.2. Нетканые текстильные материалы

1.3. Волокнистый состав, используемый при выработке основы для производства композитов

1.4. Связующее, используемое при производстве композитов на волокнистой основе

1.5. Результаты анализа научно-исследовательских работ. Цель и задачи исследования
1.6. Выводы по главе
Глава 2. Экспериментальные исследования образцов нетканых полотен и композиционных материалов на их основе
2.1. Определение характеристик образцов нетканых полотен
2.2. Экспериментальное исследование процесса капиллярной пропитки нетканой основы композиционных материалов
2.3. Описание технологии получения образцов композиционных материалов на основе нетканых полотен
2.4. Экспериментальные исследования свойств образцов композиционных материалов на основе нетканых полотен
2.5. Экспериментальное исследование изменения температуры полимеризации связующего в порах нетканой основы
2.6. Выводы по главе

Глава 3. Анализ напряженно-деформированного состояния композиционных материалов на основе нетканых полотен
3.1. Разработка расчетной методики определения напряженно-деформированного состояния волокон нетканых полотен в процессе изготовления композиционных материалов
3.2. Разработка конечно-элементной модели напряженно-
деформированного состояния композиционного материала
3.3. Выводы по главе
Глава 4. Разработка практических рекомендаций и нормативнотехнической документации применения нетканых полотен для изготовления композиционных материалов
4.1. Определение зависимости прочностных характеристик композиционных материалов от плотности нетканых полотен
4.2. Технико-экономическое обоснование использования в качестве основы композитов нетканых полотен
4.2.1. Технико-экономическое обоснование производства облицовочных панелей из композиционных материалов
4.2.2. Технико-экономическое обоснование производства цилиндрических опор из композиционных материалов
4.3. Проект стандарта на композиционный материал на нетканой основе
для применения в различных областях строительства и промышленности
4.4. Выводы по главе
Общие выводы
Список использованных источников
Приложение I
Приложение II

ВВЕДЕНИЕ
На VII Международном симпозиуме по техническому текстилю, нетканым материалам и защитной одежде «Techtextil Russia Symposium 2013» Президент Российского союза предпринимателей текстильной и легкой промышленности А. Разбродин, отметил, что «...производство технического текстиля является перспективной отраслью и обладает высоким потенциалом роста, способным коренным образом изменить ситуацию в отечественной текстильной и легкой промышленности» [1]. Основой технического текстиля, как правило, являются химические волокна, поэтому важно проанализировать перспективы их развития с точки зрения сырьевой базы. В [2] профессор Г.Е. Кричевский делает вывод: «Производство современных видов волокон (полиэфирные, полиамидные, полипропиленовые, акриловые) в Российской Федерации является крайне оправданным с точки зрения огромных запасов природного сырья (нефть, газ) для производства волокон и большой их потребности для модернизации значительного числа отраслей промышленности (нефте-, газоперерабатывающей, текстильной, судо-, автомобилестроение). Например, планируемый выпуск полиэфирных волокон к 2020 г. достигнет 53,4 млн. тонн (по сравнению с 2010 -35 млн. тонн). Производство химических волокон нового поколения может сыграть роль локомотива развития отечественной индустрии, став одним из факторов национальной безопасности РФ. По мнению Генерального директора КТК «Иврегионсинтез» В. Гущина, большие перспективы развития производства химических волокон в России и, в частности, в Ивановской области [1].
В последнее время усилилась роль Технологической платформы «Текстильная и легкая промышленность» при формировании государственных программ и Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» и, в частности, по подпрограмме №1 «Развитие производства композиционных материалов и изделий их них» [3].

Ниже дается анализ наиболее часто используемых в текстильных изделиях химических волокон, проведенный с позиции оценки эксплуатационных свойств, прочностных и стоимостных показателей [117-122].
Вискозные волокна получают из чистой целлюлозы. Обычные и высокомодульные штапельные вискозные волокна часто используются вместо хлопка, как в чистом виде, так и в различных смесях для выработки широкого ассортимента материалов бытового назначения. Значительная часть этих волокон является модифицированными с улучшенными или специальными свойствами: бактерицидными, огнезащитными и др.
Процесс производства вискозных волокон многостадийный, материало- и энергоемкий (более 1,5 кг вспомогательных химикалий на 1 кг волокна). С целью снижения затрат применяется рециркуляция большинства исходных компонентов, что снижает степень загрязнения сточных вод и выбросов серосодержащих газов в атмосферу. Однако вследствие сложности технологии, значительного водопотребления, а также появления новых видов синтетических нитей с повышенными гигроскопическими свойствами, изготовление вискозных волокон сократилось.
Полиэфирные (полиэстеровые) волокна не гигроскопичные, термостойкие (температура плавления 255-280 °С), не изменяют прочности в результате длительного нагревания, обладают диэлектрическими свойствами в широком диапазоне температур. Особенностью этих волокон является сочетание прочности с высоким начальным модулем, который определяет стойкость к сминанию и способность сберегать форму. Они сохраняют эластичность при низких температурах (до -50 - -60 °С), устойчивы к действию бактерий, микроорганизмов, различного рода химических воздействий. Такие свойства обусловлены особенностью строения полиэтилентерефталата, являющегося основой для получения полиэфирных волокон, высокой жесткостью цепи и способностью к кристаллизации.
Полипропиленовые волокна принадлежат к классу полиолефиновых и обладают: