Научные основы получения вибропоглощающих строительных полимерных композитов

• Автор: Жарин, Денис Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 399 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ВИБРОГАСЯЩИХ МАТЕРИАЛОВ И СПОСОБОВ ДЕМПФИРОВАНИЯ. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ ВИБРОПОГЛОЩАЮЩИХ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИТОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ

В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

1.1. Основные характеристики, методы оценки и способы

определения демпфирующих показателей строительных материалов.

1.2. Эффективность применения вибродемпфирующих элементов строительных конструкций из полимерных композитов

1.3. Строительные материалы с высокими вибропоглощающими

4 свойствами.

1.4. Полимербетоны и бетонополимеры с высокими вибропоглощающими свойствами.

1.5. Методы моделирования вибропоглощающих полимерных
волокнистых композитов.
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1
ГЛАВА 2. ТОПОЛОГИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СТРУКТУРЫ
ВИБРОПОГЛОЩАЮЩИХ ДИСПЕРСНОНАПОЛНЕННЫХ
ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИТОВ
2.1. Природа формирования структуры дисперснонаполненных полимерных композитов
2.2. Роль критических индексов в оценке структуры и свойств наполненных полимерных композитов
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2
ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ МАТРИЧНЫХ КОМПОНЕНТОВ НА ДЕМПФИРУЮЩИЕ ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИТОВ
3.1. Влияние концентрации связующих компонентов на демпфирующие физикомеханические свойства и кинетическую стабильность полимерных композитов
3.2. Влияние модифицирующих добавок на демпфирующие физикомеханические свойства полимерных композитов.
3.3. Виброкрскинг полимерных композитов
3.4. Оптимизированные составы вибропоглощающих матричных
полимерных композитов, стойких к частотному воздействию
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ДИСПЕРСНЫХ И ВОЛОКНИСТЫХ НАПОЛНИТЕЛЕЙ НА ДЕМПФИРУЮЩИЕ ФИЗИКО
4 МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛИМЕРНЫХ
КОМПОЗИТОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
4.1. Влияние объмного содержания наполнителей на демпфирующие характеристики полимерных композитов
4.2. Влияние объмного содержания наполнителей на упругие свойства полимерных композитов.
4.3. Влияние объмного содержания наполнителей на прочность
полимерных композитов.
4.4. Влияние дисперсности пористого наполнителя на демпфирующие физикомеханические свойства полимерных композитов.
4.5. Температурная зависимость демпфирующих физикомеханических свойств наполненных полимерных композитов

4.6. Механическая модель многослойного композитного материала в процессе демпфирования при условии частотного нагружения
4.7. Оптимизация свойств и составов полимерных
вибродемпфирующих композитов с учтом условий нагружения
материала и стоимостных характеристик компонентов композита
4.8. Оптимизированные составы наполненных вибродемпфирующих полимерных композитов в зависимости от различных условий
эксплуатации.
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4
ГЛАВА 5. МОДЕЛИРОВАНИЕ ВИБРОДЕМПФИРУЮЩИХ ОДНОНАПРАВЛЕННЫХ ВОЛОКНИСТЫХ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИТОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В КАЧЕСТВЕ ОПОРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ.
5.1. Высоконаполненные однонаправленные волокнистые
полимерные композиты.
5.2. Перколяционная модель однонаправленных волокнистых полимерных композитов
5.3. Распределение плночной и объмной фаз матрицы в структуре однонаправленных волокнистых полимерных композитов.
5.4. Упругие характеристики однонаправленного полимерного композита при плоском напряжнном состоянии
с 5.5. Энергетический метод моделирования вибродемпфирующих
однонаправленных волокнистых полимерных композитов, используемых в качестве опорных элементов строительных
конструкций
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 5
ГЛАВА 6. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
6.1. Система автоматизированного проектирования
ш вибропоглощающих полимерных композитов, используемых
в строительстве.
6.2. Фундаментные плиты из многослойных полимерных композитов, эксплуатирующиеся в условиях высокочастотного нагружения
6.3. Металлополимерные отделочные плитки для покрытия полов
6.4. Вибропоглощающие полимерные покрытия для системы вентиляции и кондиционирования воздуха в помещениях.
6.5. Полимерные многослойные трубы, используемые
в мелиоративном строительстве.
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 6.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Полимерные строительные матричные виброгасящие композиты представляют собой гетерофазные искусственные мономатериалы сложной структуры, из которых изготавливаются конструкции и детали узлов и машин, эффективно воспринимающие динамические нагрузки и имеющие высокие демпфирующие свойства . Для виброгасящих композитов, как конструкционных материалов, характерны следующие признаки состав, природа и форма компонентов заранее известны компоненты присутствуют в определнных пропорциях, обеспечивающих заданные эксплуатационные свойства материала материал является однородным в макромасштабе и неоднородным в микромасштабе. Низкомолекулярные эпоксидные смолы Мср0 0 используют для изготовления пропиточных и заливочных компаундов, клеев, покрытий, связующих материалов для стеклопластиков и, обычно, отверждаются при комнатной и умеренной температурах 0 С. Смолы средней молекулярной массы Мср0 отверждают в горячем режиме ангидридами дикарбоновых кислот, ароматическими аминами, фенолформальдегидными смолами. Основное применение в строительстве они нашли в качестве эмалей, лаков, шпаклвок, клеев. Тврдые смолы высокомолекулярной массы в основном используют как основу порошковых красок, пресспорошков и лакокрасочных материалов , . В зависимости от функционального назначения отвержднных полимеров выбирают смолы и отвердители. Для вибропоглощающих полимерных материалов, эксплуатирующихся в нормальных условиях в качестве отвердителей используют амины ПЭПА, ДЭТА, ТЭТА. В случае использования эпоксидных композиций в условиях воздействия на них агрессивной среды щелочных растворов эффективно применять новый отвердитель кубовый остаток , представляющий собой осмоленную часть 3 диметиламинопропанола1 со структурной формулой
СНзСН2СН2СН2ОН соон
и 3диметиламинопропанола с формулой
СН3СНг СНГ СНгОН. Широкое распространение в производстве строительных вибропоглощающих материалов нашли полиуретановые композиции, обладающие высокой демпфирующей способностью, трещиностойкостью и т. Для производства вибропоглощающих полиуретанов широкое распространение получил способ ступенчатой полимеризации ди или поли изоцианатов с соединениями, содержащими две и более гидроксильных групп сложными или простыми полиэфирами. Изменяя состав исходных компонентов, можно получать эластичные, акустические полужсткие осж 0, МПа и жсткие асж 0, МПа пенополиуретаны . ППУ5А, ППУ6, ППУ6Т, ППУ7, ППУ3Б и т. ППУ3, ППУЗС, ППУ9, ПГ1У, ППУ и
Вибропоглощающие эпоксидные и полиуретановые строительные материалы относят к классу акустических материалов, сравнительные характеристики которых представлены в таблицах 1. Таблица 1. Марка строит. ППУ 5А 0. ППУ 7 0. ППУ 9 . ППУ 4 0. Таблица 1. МПа 5,0. МПа 3,5. МПа 5,0. Те. V 5. Коэфт мехаиич. Паста Антивибрит и листовой материал Радуга это композиции на основе эпоксидных смол и полиэфиров, наполненных соответственно графитом или продуктом АФ . Для улучшения свойств композитов комплекса демпфирующих и деформационнопрочностных свойств, повышения теплостойкости, химической и атмосферной устойчивости, адгезии и т. На рис. В соответствии с данной классификацией, предложенной В. Г. Хозиным, модификацию эпоксидных полимеров, получаемых на основе реакционноспособных мономеров и олигомеров, можно разделить на три группы химические, физикохимические и физические. На практике обычно применяют комбинированные способы модификации. Практической направленностью модификации полимеров для получения конструкционных материалов с высокими вибропоглощающими показателями, является улучшение технологических, конструкционных и вибродемпфирующих свойств, к которым следует отнести регулирование скорости и температуры отверждения повышение жизнеспособности снижение вязкости повышение ударной вязкости, теплостойкости, долговечности и термостабильности снижение ползучести увеличение внутреннего трения . Основным и эффективным способом изменения вибропоглощающих свойств эпоксидных и полиуретановых матричных композиций является химическая модификация. С точки зрения структурной организации химическую модификацию полимеров определяют как систему методов направленного регулирования их структуры на различных уровнях, вследствие введения специальных добавок и изменения химического строения компонентов реакционной смеси.