Разработка составов защитных полимерных покрытий и устройств для их нанесения

• Автор: Гончаров, Игорь Леонидович
• Шифр специальности: 05.17.06, 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 113 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ПОЛИМЕРНЫХ ПОКРЫТИЙ,

ПРОЦЕССОВ И ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ИХ НАНЕСЕНИЯ

1Л. Обзор существующих полимерных покрытий назначение, виды и условия работы

1.1.1. Основные аспекты образования защитных полимерных покрытий

1Л.2. Основные характеристики некоторых полимерных композиционных материалов, применяемых для получения

защитных покрытий

1.2. Процессы и оборудование для нанесения защитных полимерных

покрытий

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Объекты и методы исследования полимерных композиций

2.1.1. Стандартные методы испытаний
2.1.2. Определение условной прочности и относительного удлинения при разрыве, склеивающих свойств, адгезионной способности защитных полимерных покрытий
2.1.3. Изучение реологических свойств композиций, применяемых для получения защитных полимерных покрытий
2.1.4. Методы статистической обработки результатов измерений, получение интерполяционных моделей и оценки погрешности измерений
2.2. Методы исследования устройств для нанесения полимерных композиций
2.2.1. Исследование условия заполнения камеры с обеспечиванием отсутствия самоистечения жидкости из формующего камаза устройства, связанное с давлением жидкости и ее поверхностным натяжением
2.2.2 Исследование прогиба края цилиндрической оболочки устройства в зависимости от величины избыточного давления жидкости
2.2.3. Исследования формирования куполовидной завесы жидкости
2.2.4. Исследование параметров струи и времени истечения из формующего канала устройства
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ ПОКРЫТИЙ, ПРОЦЕССОВ И
УСТРОЙСТВ ДЛЯ ИХ НАНЕСЕНИЯ
3.1 Исследование полимерных композиций
3.1.1. Влияние температуры термообработки на свойства защитных полимерных покрытий
3.1.2. Влияние времени термообработки на свойства защитных полимерных покрытий
3.1.3. Влияние типа и количества добавок НМС на свойства защитных полимерных покрытий
3.2. Исследование устройств для нанесения полимерных композиций
3.2.1. Исследование условия заполнения камеры с обеспечиванием отсутствия самой стечения жидкости из формующего канала устройства, связанное с давлением жидкости и ее поверхностным натяжением
3.2.2. Исследование прогиба края цилиндрической оболочки устройства в зависимости от величины избыточного давления жидкости
3.2.3. Исследования формирования куполовидной завесы жидкости
3.2.4. Исследование параметров завесы и время ее истечении из формующего канала
3.2.5. Исследование толщины завесы жидкости
3.2.6 Исследование процесса деформации горизонтальной
цилиндрической завесы от действия гравитационных сил
В химической, нефтегазовой и других отраслях промышленности широко используются цилиндрические обечайки и трубопроводы, покрытые различными полимерными материалами, способными выполнять защитные и другие специальные функции. Цилиндрические изделия типа труб подвергаются окраске с получением защитного покрытия от химической коррозии и для снижения сопротивления транспортируемой среды. В большинстве массовых производств такие покрытия реализуются на линиях, работающих в непрерывном режиме с весьма высокой производительностью.
С появлением и развитием рыночных отношений, с возникновением потребностей в выпуске небольших партий изделий при их разнообразных типоразмерах и функциональных назначениях покрытий такие высокопроизводительные линии оказываются или недоступными вследствие высокой стоимости, или экологически не целесообразным. Поэтому нередко производители прибегают к малоэффективным приемам и устройствам с большой долей ручного труда, что приводит к снижению качества и потерям материалов.
Актуальность


Установлено, что при термообработке химическая составляющая адгезии полимеров к подложке в большей степени преобладает у изучаемых полимеров, чем физическая составляющая, вклад которой в адгезию, например, у ПТФЭ близок к 3,0 5,0 . Показано, что добавки серы, персульфата калия и бензойной кислоты и, особенно, их смесей, совместно с термообработкой образцов, способствуют дополнительному приросту основных свойств полимерных покрытий и пленок. Отмечено, что при термообработке, в том числе в присутствии добавок, экстремальный вид изменения свойств изучаемых образцов обусловлен постепенным уменьшением доли слабых связей в цепях и далее уменьшением числа более сильных связей, что связывается с изменениями структуры ВМС, сходными с процессами реверсии при вулканизации эластомеров. Разработан метод расчета деформации цилиндрической оболочки от величины приложенного избыточного давления и его распределения внутри устройства. Установлены условия истечения устойчивой куполовидной завесы жидкости в зависимости от режимов работы устройства. Получены расчетные зависимости для определения основных размеров устройства, обеспечивающих стабильный режим его работы. Практическая значимость. Подобраны технологические условия температура и время термообработки защитных покрытий на основе политетрафторэтилена, бутадиенстирольных смол и нитроцеллюлозы, обеспечивающие их более высокие рабочие показатели. Установлены виды и количества добавок неорганических сера и персульфат калия, органического бензойная кислота, их смесей, дополнительно усиливающих эффект повышения свойств исследуемых образцов при термообработке. Разработано новое устройство для нанесения защитных покрытий на внутреннюю поверхность трубопроводов патент РФ 2. Предложена инженерная методика расчета и конструирования установки для нанесения защитных покрытий на внутреннюю поверхность цилиндрических изделий. ГЛАВА 1. Защитные полимерные покрытия покрытия на основе композиций высокомолекулярных соединений, предназначенные для защиты поверхности металла от химического взаимодействия с внешней средой. Покрытия, наносимые на поверхности металлических изделий, сооружений имею, как правило, многоцелевое назначение, причем одной из наиболее распространенных функций покрытий является их защищающая способность, т. Защитные свойства полимерных покрытий определяются в основном химической стойкостью их основы полимера табл. Воздействие различных сред на защитные полимерные покрытия всегда сопровождается влиянием многих факторов, из которых наибольшее значение имеет температура. А1. А и В постоянные величины, определяемые экспериментально Т абсолютная температура, К. Свойства защитных полимерных покрытий могут быть определены назначением и видом конкретного полимерного покрытия, но в качестве основополагающих свойств данного вида материалов выделяют адгезию, прочность при разрыве, комплекс эластических свойств изгиб ер, эластичность и др. Адгезия прилипание связь между приведенными в контакт разнородными поверхностями. Причины возникновения адгезионной связи действие межмолекулярных сил или сил химического взаимодействия. Адгезия обусловливает склеивание твердых тел подложек с помощью клеющего вещества адгезива. В случае одинаковой достаточно близкой природы соприкасающихся поверхностей следует говорить об аутогезии автогезии, которая лежит в основе многих процессов переработки полимерных материалов. При длительном соприкосновении одинаковых поверхностей и установлении в зоне контакта структуры, характерной для любой точки в объеме тела, прочность аутогезионного соединения приближается к когезионной прочности материала. Адгезия жидкости к твердому телу с точки зрения термодинамики есть уменьшение свободной энергии на единице поверхности адгезионного шва в изотермически обратимом процессе. Почти все применяемые в практике адгезивы представляют собою полимерные системы или образуют полимер в результате химических превращений, происходящих после нанесения адгезива на поверхности. В настоящее время существует несколько теорий, поясняющих и позволяющих описать механизм адгезии .