Композиционный материал на основе термореактивных смол и золы уноса для теплоизоляции трубопроводов

• Автор: Бурдонов, Александр Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 245 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. НАПОЛНЕНИЕ КАК СПОСОБ МОДИФИКАЦИИ СВОЙСТВ И СТРУКТУРЫ ПЕНОМАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ ТРУБОПРОВОДОВ

1.1 Требования к теплоизоляции трубопроводов

1.2 Анализ состояния трубопроводов различного назначения

1.3 Виды теплоизоляции различных трубопроводных систем

1.4 Наполнители для композиционных материалов

1.5 Наполнение пенопластов на основе реакционноспособных олигомеров

1.6 Влияние наполнителей на свойства и структуру пенопластов

Выводы
2. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ ДЛЯ ТРУБОПРОВОДОВ И ИХ ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
2.1. Применяемые материалы
2.2 Анализ возможности использования зол уноса при производстве композиционных материалов
Выводы
3. РАЗРАБОТКА РЕЦЕПТУР И ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ПОЛИМЕР-МИНЕРАЛЬНЫХ КОМПОЗИТОВ ДЛЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ ТРУБОПРОВОДОВ
3.1 Разработка рецептур композита с использованием золы уноса ТЭЦ-6 ОАО «Иркутскэнерго»
3.2 Разработка рецептур композита с использованием золы уноса Усть-Илимской ТЭЦ ОАО «Иркутскэнерго»
3.3 Разработка рецептур композита с использованием золы уноса ТЭЦ-9 ОАО «Иркутскэнерго»
3.4 Разработка технологии производства теплоизоляционного пеноматер нала
3.4.1 Устройство и принцип работы заливочной машины
3.5 Промышленное получение композиционных пеноматериалов
3.6 Оптимизация технологии производства наполненных пенокомпозитов
Выводы

4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЗОЛ УНОСА НА СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ ТЕРМОРЕАКТИВНЫХ СМОЛ ДЛЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ ТРУБОПРОВОДОВ
4.1 Изучение структуры теплоизоляционных материалов
4.2 Исследование пожарной опасности материалов
4.3 Определение физико-механических и теплотехнических характеристик теплоизоляционного материала
4.4 Исследование коррозионной активности пеноматериала
4.5 Экологическая оценка композиционных пеноматериалов
4.6 Санитарно-эпидемиологическая экспертиза пеноматериала
4.7 Основные характеристики теплоизоляционного материала
Выводы
5. АНАЛИЗ КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТИ РАЗРАБОТАННОГО ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА
5.1 Анализ рынка и положения дел в отрасли
5.2 Эксплуатационные свойства
5.3 Ожидаемая доля организации в производстве продукции в регионе..
5.4 Потенциальные конкуренты
5.5 Маркетинговые исследования
5.6 Финансовый план
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность. Необходимость применения высокоэффективных теплоизоляционных материалов при подземной прокладке трубопроводов является важной народно-хозяйственной задачей. Трубопроводы и тепловые сети являются основными элементами систем централизованного теплоснабжения. Их общая протяженность в Российской Федерации составляет более 260000 км. Для изоляции трубопроводов ежегодно требуется замена от 12 до 60 % утеплителя. Применяемая в настоящее время трубная изоляция в большинстве случаев не удовлетворяет требованиям по прочности, пожаробезопасности и коррозионной стойкости.
Для устранения указанных недостатков необходимо разрабатывать и применять способы повышения эксплуатационных показателей теплоизоляционных материалов. Повышение качества теплоизоляции, получаемой, в частности, из полимерных композиций с применением заливочной технологии, доля которых на рынке составляет около 15 %, возможно путем введения в исходное сырье модифицирующих добавок, в том числе наполнителей, влияющих на характеристики получаемого материала.
Государственные программы по энергосбережению «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года № 2446-р», экологическому развитию «Основы государственной политики в области экологического развития РФ на период до 2030 года», а также законодательные акты, такие как Федеральный закон № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности», Федеральный закон № 89-ФЗ (ред. от 08.11.2008) «Об отходах производства и потребления», ставят задачу развития производств высокоэффективных материалов с использованием отходов производства и потребления.
Работа выполнялась в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 - 2013 годы, ГК № 16.740.11.0530, ГК №

1.6.2 Межфазное взаимодействие
Структура и свойства композиционных материалов зависят от межфазовых взаимодействий компонентов. Они определяются фазовым и физическим состояниями полимера, гибкостью его цепей и плотностью сшивки, и поэтому будут различны для линейных, аморфных, кристаллических и сетчатых полимеров. В то же время первичным фактором, влияющим на основные свойства, является адсорбционное взаимодействие полимера с поверхностью твердого тела, которое определяет адгезию. Адгезия играет важную роль при формировании полимерных композиционных материалов, для обеспечения которой необходима прочная негидролизуемая химическая связь [145-146].
Химические и водородные связи между функциональными группами наполнителя и полимерного связующего приводят к увеличению неоднородности структуры вспененных полимерных материалов. При взаимодействия полимера с тонкодисперсными материалами, частицы наполнителя могут принимать участие в процессах сшивания, образуя центры структурообразования, вокруг которых образуются ориентированные слои полимерного связующего с плотной упаковкой компонентов. Данные узлы не разрушаются в экстремальных условиях эксплуатации. [77,147].
1.6.3 Влияние наполнитеей на эксплуатационные свойства полимеров
Влияние наполнителей на теплоемкость и теплопроводность полимеров
При введении в полимерную матрицу наполнителя снижаются усадка и
термическое расширение полимерной композиции, увеличивается
теплопроводность, однако плотность материала остается неизменной [140].
Теплоемкость характеризует способность поглощать энергию, которая выделяется
в вследствие молекулярного движения [148-149]. Наполнители, в зависимости от
состава могут изменять теплопроводность [150]. Степень влияния наполнителей
на теплопроводность зависит от размера и формы частиц наполнителя, их