Совершенствование технологии производства нефтяных композиционных материалов

• Автор: Иноземцев, Кирилл Александрович
• Шифр специальности: 05.17.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 120 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Производство композиционных материалов на основе битума

1.2. Разработка состава композиционных строительных материалов

СПЕЦИАЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ

1.3. Повышение стойкости композиционных материалов к термоокислительной

ДЕСТРУКЦИИ.

1.4. Реологические особенности поведения композиционных материалов.

1.5. Реокинетические особенности поведения композиционных материалов.

Заключение и постановка задач исследования.

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.
2.1. Характеристика использованных видов сырья.
2.2. Методика исследования реологических свойств и реокинетики.
2.3. Стандартные методы
2.4. Стендовая установка по производству композиционных материалов.
2.5. Блок производства композиционных материалов ОАО Московский НПЗ Выводы к главе 2.
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИКОХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
3.1. Разработка состава и основных параметров процесса получения строительного материала модифицированием битума эластомерами.
3.2. Применение низкомолекулярных полибутадиеиовых каучуков в качестве компонента дорожных вяжущих материалов.
3.3. Разработка рецептуры композиционного термоплавкого герметика для
стеклопакетов
Выводы к главе 3.
ГЛАВА 4. ОПЫТНОПРОМЫШЛЕННАЯ УСТАНОВКА.
4.1. Описание технологической схемы
4.2. Нормы технологического режима работы установки
4.3. Краткое описание и физические свойства материала ГСПКД.
4.4. Экономика процесса производства и эксплуатации герметика ГСПКД
Выводы к главе 4.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Имеются данные по водопоглощению наполненных составов: водологлощение в зависимости от природы минерального наполнителя уменьшается в следующем ряду: известняк < доломит < битум БЫ / < кирпич < каолин < маршаллит < лесс < кукермит < трепел. Приводится величина годового водоиоглощепия дисперсий битума с минеральными наполнителями - ог 5 до %. Адсорбционная активизация и усиливающее действие минеральных наполнителей в полимерных системах рассмотрены в []. Методом поляризационной микроскопии показано, что вокруг частиц наполнителя возникают локальные напряженные зоны, размер которых пропорционален размеру частиц и зависит от степени их анизодиаметричности. Уменьшение расстояния между частицами наполнителя менее мкм приводит к снижению водостойкости композиции. Принято считать, что максимальная удельная поверхность наполнителя должна быть в пределах - см/г. Известны следующие мелкодисперсные наполнители, являющиеся отходами промышленности: зола ТЭЦ, кукермит (сланцевая зола), технический углерод, асбест, алюминиевый порошок, сланцевая пыль. Здесь следует обратить внимание, что большинство из перечисленных порошков вызывают резкое ухудшение экологической безопасности в процессе производства дисперсий с ними, и по этой причине их значимость для введения в нефтяные остатки снижается. В [6] указывается, что минеральные наполнители, содержащие -% окислов тяжелых и щелочноземельных металлов (например доломит), имеют удовлетворительное сцепление с битумом, а содержащие менее % (кварц) не обнаруживают прочного сцепления. Особым вилом наполнителя является технический углерод (ТУ). Вопросы использования ТУ для получения углеродиаполненных систем рассмотрены в []. Указывается, что при добавлении ТУ к каучукам существенно улучшаются механические свойства системы (сопротивление разрыву, истиранию), но несколько снижается эластичность. Жидкие углероднаполнепиые системы предлагается надежно стабилизировать введением ПАВ [3]. Указано, что введение ТУ увеличивает структурно-механическую прочность и устойчивость системы за счет адсорбционного взаимодействия частиц вводимого техуглсрода с ее дисперсионной средой. Одна из теорий, объясняющих закономерности адсорбции на поверхности адсорбента, разработанная Брунауэром, Эмметом и Теллером, основана на допущении наличия на поверхности адсорбента равноценных активных центров и образования полнмолекулярного слоя с характерной Б-образной изотермой адсорбции. Показано [], что не во всех случаях процессы хемосорбции идут до конца. При создании определенных условий достигается равновесие в формировании межфазного продукта, образующегося в результате контакта твердое тело - жидкость, обусловленное балансом сил на межфазиой границе. Количество фиксированного продукта па межфазной границе в этот момент определяет устойчивость среды и активность наполнителя. Технология производства и свойства (в частности, показатели дисперсности) промышленно производимого ТУ разных марок описаны в работе []. Здесь приводятся данные об увеличении прочности смесей синтетических каучуков с - кг/см2 до 0 кг/см2 при введении ТУ. Указано, что общепринятой теории, объясняющей механизм усиления резиновых смесей ТУ, в настоящее время нет, но усиление в целом следует понимать как процесс, основным итогом которого является образование связей, уменьшающих подвижность макромолекул полимера. В отличие от вулканизации, когда возникает сравнительно небольшое число прочных ковалентных связей между макромолекулами, при усилении ТУ происходит образование большого числа значительно менее прочных связей []. Для некоторых композиционных материалов, содержащих наполнители в достаточно большой концентрации (пасты), отмечаются аномальное реологическое поведение [], заключающееся в наличии предельного напряжения сдвига в области повышенных температур, обусловленное инертностью дисперсионной среды связующего наст к собственным ВМС и отсутствием растворения ВМС при этих температурах. Следует упомянуть о возрастающем значении в настоящее время эмульсионных материалов [8]. Формирование слоя покрытия при их применении идет за счет коагуляции бигум-полимерных частиц и удаления воды.