Высоконаполненные поливинилхлоридные строительные материалы на основе наномодифицированной древесной муки

• Автор: Бурнашев, Айрат Ильдарович
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 159 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ ДРЕВЕСНО-ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ ПВХ
1.1. Древесно-полимерные композиты на основе термопластов. Состояние производства и потребления
1.2. Мировой опыт получения древесно-полимерных композитов
па основе термопластов
1.3. Требования к наполнителям в рецептуре ДПК строительного назначения
1.4. Проблемы создания ДПК на основе жесткого ПВХ с высокой степенью наполнения
1.4.1. Связующие агенты, используемые в производстве высоконаполненных ДПК
1.4.2. Кислотно-основная теория Лыоиса
1.4.3. Углеродные нанотрубки
1.5. Обоснование выбранного направления исследований
ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ. ОСНОВНЫЕ СРЕДСТВА И МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ПВХ-СИСТЕМ
2.1. Характеристика исходных объектов исследования
2.2. Характеристика наноразмерных модификаторов
2.3. Методика приготовления образцов для исследования
2.4. Характеристика методов испытаний, исследований, приборов
и установок
2.4.1. Перечень стандартных методов испытаний
2.4.2. Методы исследования взаимодействия наномодификаторов с компонентами полимерной системы

2.4.3. С татистическая обработка экспериментальных данных
2.4.4. Оптимизация технологических и эксплуатационных свойств ПВХ-композиций
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ОПТИМАЛЬНЫХ СОСТАВОВ ДПК СТРОИТЕЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ ПВХ
3.1. Влияние исходной древесной муки на свойства ПВХ-композиций
3.2. Влияние наномодифицированной древесной муки на свойства ПВХ-композиций
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ВЫСОКОНАПОЛНЕННЫХ ЖЕСТКИХ ПВХ-КОМПОЗИЦИЙ СТРОИТЕЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
ГЛАВА 5. ОПЫТ ПРАКТИЧЕСКОГО ВНЕДРЕНИЯ РАЗРАБОТАННЫХ КОМПОЗИЦИЙ В ПРОМЫШЛЕННУЮ ТЕХНОЛОГИЮ
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Заявка па патент №2010141513 от 08.10.2010 «Древесно-полимерная композиция на основе жесткого поливинилхлорида»
Приложение 2. Заявка на патент №2011116744 от 27.04.2011 «Способ получения древесно-полимерной композиции на основе
жесткого поливинилхлорида»
Приложение 3. Акт опытно-промышленного выпуска террасной доски па ООО «В+2» (п.Приволжский, Республика Марий Эл)

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы.
Природные и синтетические материалы в их естественном виде уже не удовлетворяют требованиям конструкторов, архитекторов и технологов. Сегодня разрабатывают полимерные строительные композиты, сочетая различные материалы и проявляя их лучшие стороны в той степени, в которой это нужно для каждого конкретного применения. В настоящее время значительное внимание придается комплексному использованию природного сырья, и все большее применение находят в термопластичных полимерных матрицах, занимающих лидирующее положение по использованию в строительстве, в качестве наполнителей древесные отходы в виде опилок, древесной муки и продуктов переработки мебельного производства, имеющие практически неограниченную сырьевую базу. Объем таких отходов равен примерно 70 млн. м3/год [1, 2], и вовлечение их в практику решает задачи утилизации, защиты окружающей среды и создания новых композитов с повышенными, а иногда и уникальными свойствами.
Древесно-полимерные композиты (ДПК) сочетают в себе свойства обоих компонентов, при этом сохраняется возможность производства из смеси измельченного древесного наполнителя и полимера любых форм с производительностью, свойственной пластмассовой индустрии, и свойствами материала, находящимися между полимером и древесиной. По внешнему виду ДПК с высоким содержанием древесины более всего напоминает МДФ или ДВП, а с малым ее количеством - пластмассу.
Традиционные ДПК на основе термореактивных фенол- и карбамидо-формальдегидных смол, древесных стружек и опилок (ДСП, ДВП и МДФ) отличаются невысокими физико-механическими характеристиками, низкой водо- и биостойкостыо и повышенной токсичностью.
Быстрое развитие ДПК на основе термопластов за последние годы обусловлено, главным образом, преимуществами по сравнению с конкурирующими материалами: экологической чистотой, повышенными
Строение целлюлозы [62]

Целлюлоза в древесине представлена в виде волокон, которые называются микрофибриллами. Промежутки между микрофибриллами заполнены, в основном, лигнином, гемицеллюлозой и связанной влагой.
Гемицеллюлоза близка по химическому составу к целлюлозе, но отличается от нее способностью легко гидролизовываться и растворяться в разбавленных щелочах, что объясняется меньшей степенью полимеризации, чем у целлюлозы, равной 50-200 (рис. 1.6а). Она образует более короткие разветвленные цепи, представляющие собой, главным образом, полисахариды: пентозаны и гексозаны с пятыо или шестью атомами углерода в основном звене. Эти цепи играют роль мягких наполнителей, обволакивающие целлюлозные участки.
Лигнин - это высокомолекулярный аморфный пространственно-сшитый полимер ароматической природы, представляет собой затвердевшую смолу на основе фенолпропана (С9), заполняющую пространство между волокнами полисахарида (Рис. 1.66).