Методология создания наполненных композитов из вторичных полимеров на основе моделей совмещения компонентов

• Автор: Глазков, Сергей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 400 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ. ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ

Глава 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ОСОБЕННОСТИ ФИЗИКОХИМИЧЕСКОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ НА МЕЖФАЗНОЙ ПОВЕРХНОСТИ В КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛАХ НА ОСНОВЕ РЕАКЦИОННОСПОСОБНЫХ ОЛИГОМЕРОВ И ПРИРОДНЫХ ЦЕЛЛЮЛОЗНЫХ ПОЛ ИМ ЕРОВ.

1.1 Характеристики основных типов композиционных материалов

1.2 Представления об устойчивости компонентов в композитах, содержащих целлюлозу, лигнин и реакционноспособные
олигомеры
1.3 Принцип термодинамической совместимости и устойчивости системы наполнитель связующее.
1.4 Свободная энергия адгезии взаимодействующих фаз и пути повышения их устойчивости.

1.5 Анализ вторичных природных полимерных ресурсов и олипшеров

в качестве ингредиентов композиционных материалов

1.6 Заключение к главе 1.

Глава 2 ОБЪЕКТЫ, ПРЕДМЕТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.
2.1 Характеристика объектов исследования.
2.1.1 Физикохимические показатели лигноцеллюлозных наполнителей
2.1.2 Характеристика термореактивных и термопластичных связующих
2.1.3 Физикохимические показатели веществ используемых для синтеза олигомерных модификаторов.
2.2 Лабораторные способы получения модификаторов для лигноцеллюлозного наполнителя и методики
изучение их свойств
2.3 Модифицирование наполнителя и связующего для различных
типов композитов.
2.4 Методики определения физикохимических показателей исходных продуктов и синтезированных композиционных материалов
Глава 3 ДИСПЕРСИОННАЯ, КИСЛОТНАЯ И ОСНОВНАЯ
СОСТАВЛЯЮЩИЕ СВОБОДНОЙ ПОВЕРХНОСТНОЙ ЭНЕРГИИ КАК КРИТЕРИИ УСТОЙЧИВОСТИ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ.
3.1 Модельное рассмотрение условий термодинамической устойчивости
в композиционной системе при контакте двух фаз.
3.2 Анализ структуры лигноцеллюлозных материалов и их проницаемости для растворов олигомерных модификаторов
3.3 Обоснование структурнофункциональных параметров эффективного олигомерного модификатора. Схема структурирования
композитов.
3.4 Сорбция олигомеров пористой поверхностью лигноцеллюлозных материалов.
3.5 Выводы по главе 3
Глава 4 ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ И СТРУКТУРНЫЕ
ПОКАЗАТЕЛИ РЕАКЦИОННОСПОСОБНЫХ ОЛИГОМЕРОВ КАК МОДИФИКАТОРОВ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
4.1 Теоретические предпосылки синтеза
реакционноспособных олигомеров определенного состава
4.2 Синтез олигомерных функциональных модификаторов с
заданными составом и свойствами.
4.3 Структура и физикохимические показатели синтезированных
олигомерных модификаторов
4.4 Оценка проникающей способности олигомерных модификаторов
в капиллярнопористую систему композиционных материалов
4.5 Выводы по главе 4.
Глава 5 ГЕТЕРОФАЗНЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ВЗЛИМОДЕЙСТВИИ МОДИФИКАТОРОВ И СВЯЗУЮЩЕГО С ЦЕЛЛЮЛОЗНОЙ МАТРИЦЕЙ И НАПОЛНИТЕЛЕМ.
5.1 Процессы сорбции и диффузии в условиях модификации растворами олигомеров
5.2 Оценка степени совмещения лигноцеллюлозной матрицы
с макромолекулами модификаторов
5.3 Поверхностные энергетические характеристики целлюлозных композитов и прогноз уровня адгезионного контакта на межфазной границе.
5.4 Показатели водостойкости и формостабильности модифицированных целлюлозных композитов.
5.5 Периодичность в изменении полярности поверхности целлюлозных композитов при адсорбции модификаторов. Управление адгезионными процессами.
5.6 Термический и термодинамический анализ влияния модификации на свойства и совместимость наполнителя и связующего.
5.7 Выводы по главе 5.
Глава 6 ПРОЦЕССЫ АДГЕЗИИ И СКЛЕИВАНИЯ ПРИ
ФОРМИРОВАНИИ ЦЕЛЛЮЛОЗОСОДЕРЖАЩИХ КОМПОЗИТОВ.
6.1 Совмещение карбамидоформальдегидных смол КФС
с клеевыми латексными композициями
6.2 Поверхностные явления при образовании и отверждении клеевого
слоя стабилизированной КФС
6.3 Физикохимические и энергетические свойства
комплексных связующих. Условия повышения термодинамической 7 совместимости с лигноцеллюлозным наполнителем
6.4 Состав, структура, микро и макроскопические свойства полимерных
целлюлозосодержащих композиционных материалов.
6.5 Выводы по главе 6
Глава 7. СХЕМЫ СИНТЕЗА И КОНСТРУИРОВАНИЯ НОВЫХ ВИДОВ
КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ НА ОСНОВЕ РЕАКЦИОННОСПОСОБНЫХ ОЛИГОМЕРОВ И ПРИРОДНЫХ ПОЛИМЕРОВ
7.1 Композиционые материалы для паркетов и панелей
7.2 Плитные облицовочные материалы на основе отходов деревообработки и сельского хозяйства.
7.3 Материалы для мелкощитовой опалубки в строительстве.
7.4 Материалы для декоративных элементов отделки помещений и
мебели
7.5 Выводы по главе 7.
Заключение
Список использованных источников


Наиболее перспективным из присутствующих в кубовых остатках мономеров является ВЦГ, на основе которого получен ряд низкомолекулярных сополимеров. Показано взаимодействие ВЦГ с рядом соединений, например, акриловыми мономерами, стиролом, серой. Представлено внедрение полученных продуктов в резиновые смеси, вулканизаторы, пленкообразующие материалы, как модификаторы древесины и др. Таблица 1. Содержание КОРТ отбора . Воронежском заводе СК им. С.М. Интересно отметить, что олигомеры бутадиена способны полимеризоваться в присутствии катионных катализаторов, как по винильной группе I, так и образовывать циклополимеры II , . Однако полимерные материалы, полученные методом радикальной сополимеризации олигомеров бутадиена или ВЦГ со стиролом, отличаются низкой конформационной свободой и отсутствием реакционноспособных функциональных групп. Отмеченные обстоятельства снижают эффективность взаимодействия с древесиной, что отражается на качестве древесных изделий . Имеются данные, что при горячем прессовании древесины с малеиновым ангидридом получены образцы, превосходящие промышленные по ряду показателей, а также о модификации древесного наполнителя малеиновым ангидридом при изготовлении ПДНК , . МА в присутствии радикального инициатора показала, что в качестве конечного продукта образуется низкомолекулярные аддукты. Однако состав и строение полученных аддуктов установлен не был, так как данный кубовый остаток имеет сложный состав . Так встречаются упоминания о радикальной сополимеризации ВЦГ и МА в присутствии АИБН или перекиси бензоила в растворе, но подробные сведения о данном процессе и характеристики сополимера не указываются. Выше отмеченная информация свидетельствует о целесообразности и актуальности дальнейших работ по созданию реакционноспособных олигомерных материалов на основе ВЦГ и МА, а также расширение представлений о механизмах модифицирующего влияния подобных соединений в составе композитов. Анализ информационных источников свидетельствует о возрастающей актуальности научноисследовательских разработок направленных на выяснение особенностей рецептурнотехнологического оформления при создании стабилизированной древесины с требуемым уровнем эксплуатационных показателей. Защита конструкций и изделий из древесины и древесных конструкционных материалов относится к числу важнейших научнохозяйственных задач. В связи с тем, что ценность древесины как сырья для химической, целлюлознобумажной, фармацевтической промышленности весьма велика, проблема рационального и безотходного ее использования в строительстве становиться все более острой. Нужно не только увеличивать выработку полезной строительной продукции из 1 м3 древесины, принимать самые активные меры по продлению срока службы деревянных изделий и конструкций, но и шире использовать древесину лиственных пород, составляющих свыше лесных ресурсов России . При этом, учитывая ее меньшую стойкость по сравнению с хвойными породами, должна быть, повышена эффективность мер по защите лиственных пород древесины. Наиболее распространено нанесение защитных покрытий и пропитка древесины. Например, пропитка древесины жидкими олигомерами или мономерами с последующим отвержением способствует образованию новых композиционных материалов, которые обладают комплексом ценных свойств, превосходящих свойства высококачественной натуральной древесины. Введение подобных компонентов в структуру древесины обеспечивает создание композиционных материалов с принципиально новыми, отличными от натуральной древесины свойствами. Однако преобладающее большинство олигомеров и мономеров, применяемых для химической модификации древесины, являются в разной степени токсичными соединениями. В результате отверждения данных соединений в структуре древесины появляются напряжения, которые отрицательно влияют на свойства и сокращают срок эксплуатации в сравнении с натуральной древесиной. Указанная модификация требует введения в структуру древесины значительных количеств олигомерных и мономерных соединений от до 0 от массы изделия .