Разработка научных основ получения легких полимербетонов и защитных покрытий на основе кремнийорганических связующих

• Автор: Чухланов, Владимир Юрьевич
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Владимир
• Количество страниц: 311 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ЛЕГКИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКИХ СВЯЗУЮЩИХ.
1.1. Теплозащитные и огнезащитные строительные материалы на основе кремнийорганических связующих

1.1.1. Кремнийорганические связующие

1.1.2. Газонаполненные кремнийорганические строительные материалы.

1.2. Легкие строительные материалы на основе полых микросфер и крем нийорганических связующих

1.2.1. Технологии получения синтактных строительных материалов

1.2.2. Полые микросферы и перспективы их использования в строительных материалах.

1.2.3. Применение синтактных строительных материалов с кремнийорганическими связующими в промышленности
1.3. Применение кремнийорганических соединений в строительных материалах специального назначения
1.4. Кремнийорганические продукты для защиты бетонов и других строительных материалов.
1.4.1. Г и дрофобизирующие кремнийорганические материалы
1.4.2. Гидрофобизация строительных материалов.
1.4.3.Антикорррзионные и комплексные антикоррозионногидрофобизационные защитные покрытия на основе кремнийорганических соединений.
1.5. Выводы
1.6. Цели и задачи диссертационной работы
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.
2.1.Объекты исследования и характеристики компонентов, входящих в их состав.
2.2. Методы получения легких полимербетонов и защитных материалов
2.2.1. Нанесение защитных покрытий напылением
2.2.2. Получение образцов свободной заливкой.
2.2.3. Формование легкого полимербетона под низким давлением.
2.3. Методы исследования легких полимербетонов и защитных покрытий
2.3.1. Исследование реологических характеристик композиций.
2.3.2. Исследования физических и эксплуатационных характеристик легких полимербетонов и защитных покрытий
ГЛАВА 3. ЛЕГКИЕ ПОЛИМЕРБЕТОНЫ И ЗАЩИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ ПОЛОГО СФЕРИЧЕСКОГО НАПОЛНИТЕЛЯ И РЕАКЦИОННОСПОСОБНОГО ПОЛИДИМЕТИЛСИЛОКСАНА.
3.1. Легкие полимербетоны на основе полого стеклянного сферического наполнителя. Исследование кинетики отверждения связующего на основе оли годиметил сил океана
3.1.1. Влияние природы компонентов на процесс отверждения связующего для сверхлегких полимербетонов, кинетическая схема реакции и математическое описание процесса
3.1.2. Выбор оптимальных технологических параметров отверждения.
3.2. Физикомеханические характеристики строительных мате
3.3. Теплофизические свойства легких полимербетонов
3.4. Электрические свойства легких полимербетонов в области
СВЧ радиочастот
3.5. Термическая устойчивость легких полимербетонов в условиях окислительной среды.
3.6. Проблемы повышения термической устойчивости легких полимербетонов.
3.7. Акустические характеристики легких полимербетонов
3.8. Атмосфероустойчивость и устойчивость к воздействию агрессивных сред.
3.9. Анализ результатов и выводы
ГЛАВА 4. ЛЕГКИЕ ПОЛИМЕРБЕТОНЫ И ЗАЩИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ РЕАКЦИОННОСПОСОБНОЙ КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКОЙ СМОЛЫ ОЛИГООКСИГИДРИДСИЛМЕТИЛЕНСИЛОКСИСИЛАНА.
4.1. Исследование процесса отверждения легких полимербетонов
со связующим олигооксигидридсилметиленсилоксисиланом.
4.2. Физикомеханические характеристики легких полимербетонов со связующим олигооксигидридсилметиленсилоксисиланом.
4.3. Теплофизические характеристики легких полимербетонов со связующим олигооксигидридсилметиленсилоксисиланом.
4.4. Термическая устойчивость легких полимербетонов со связующим олигооксигидридсилметиленсилоксисиланом
4.5. Исследование возможности создания жаростойкого легкого бетона на основе связующего олигооксигидридсилметиленсилоксисилана
4.6. Горючесть легких полимербетонов и их огнезащитные свойства
4.7. Диэлектрические характеристики легких полимербетонов со связующим олигооксигидридсилметиленсилоксисиланом в области СВЧрадиочастот.
4.8. Акустические характеристики легких полимербетонов.
4.9. Атмосфероустойчивость и устойчивость к воздействию агрессивных сред легких полимербетонов на основе олигооксигидридсилметиленсилоксисилана
4 Анализ результатов и выводы
ГЛАВА 5. ЗАЩИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ БЕТОНОВ НА
ОСНОВЕ ТЕТРАЭТОКСИСИЛАНА
5.1. Исследование процессов взаимодействия и кинетики отверждения связующего на системе тетраэтоксисилан олигопипериленстирол
5.2. Влияние технологических и композиционных параметров на физикомеханические характеристики покрытий для бетонов
5.3. Исследование гидрофобизирующих характеристик связующего тетраэтоксисиланолигопипериленстирол
5.4. Влияние модификаторов и наполнителей на физикомеханические и гидрофобизирующие характеристики связующего
5.6. Исследование возможности получения легких полимербетонов на основе разработанного связующего
5.7. Влияние объемной гидрофобизации на эксплуатационные свойства бетонов
5.8. Устойчивость композиций на основе системы тетраэтоксисилан олигопипериленстирол и защищаемых ими строительных материалов к воздействию атмосферных и других агрессивных факторов.
5.9. Перспективы использования кремнийорганических органо
силикатов.
5 Анализ резул ьтатов и вы воды
ГЛАВА 6. ПРИМЕНЕНИЕ ЛЕГКИХ ПОЛИМЕРБЕТОНОВ И ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКИХ СВЯЗУЮЩИХ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ
6.1. Производство гидрофобизатора ГЭ и использование его в промышленности
6.2. Производство композиционной эмали ЭК и использование ее в промышленности.
6.3. Использование легких полимербетонов и защитных покрытий в промышленности
6.4. Расчет экономической эффективности разработанных материалов
6.5. Перспективы использования легких полимербетонов и защитных покрытий в промышленности
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ


Сферы диспергируют в полимерной матрице для получения легких и прочных плавучих или изоляционных материалов. Определенное1 распространение начинают находить микросферы из кремнезема. Они характеризуются высокой термической устойчивостью и высокими диэлектрическими характеристиками. Это обстоятельство препятствует широкому использованию кварцевых ПМС в промышленности. Весьма интересными наполнителями являются полые тугоплавкие микросферы, образующиеся в качестве отходов на тепловых энергетических установках, работающих на твердом топливе . За рубежом данный наполнитель нашел широкое применение в виду его малой стоимости и возможности утилизации отходов теплоэнергетических твердотопливных угольных или торфяных установок. Данные по использованию ценосфер в промышленности нашей страны отсутствуют и ограничиваются в основном докладами на конференциях. Например в материалах ЮжноРоссийского государственного технического университета приведены результаты исследований гранулометрического и химического составов ценосфер Новочеркасской ГРЕС. Приводится заключения о пригодности использования ценосфер в качестве наполнителей полимерных матриц. К специфическим можно отнести углеродные микросферы, которые получают обычно путем термической обработки фенолоформальдегидных полых микросфер в условиях инертной, восстановительной среды или вакуума. Данный процесс обычно называют карбонизацией. В инертной среде или вакууме углеродные ПМС устойчивы до С. Для повышения термической устойчивости данного материала в окислительной среде возможна поверхностная модификация микросфер устойчивыми тугоплавкими соединениями карбидами, оксидами, нитридами и другими . Джкг. Обзор технической литературы показывает, что наибольшее распространение в качестве теплозащитных и огнезащитных материалов получили кремнийорганические связующие наполненные полыми микросферами СП. Применение СП данного типа в промышленности было связано с бурным развитием аэрокосмической техники в конце пятидесятых начале шестидесятых годов. В последующие годы эти материалы начали находить применение и в других областях науки и техники. При воздействии высоких температур, работа ТЗМ на основе кремнийорганического эластомера происходит по схеме представленной на рис. Рис. Iзащищаемая поверхность2неизменивиашся материал 3зона разложения4пористый кокс5зона расплава 6 газовый поток. С К . Т0 начальная температура образца а коэффициент температуропроводности г продолжительность воздействия пламени. Фирмой МартинМариетта был разработан ТЗМ под маркой 8ЬА1 высокоэффективный, коксующийся. Основой их являлся кремнийорганический эластомер, а в качестве наполнителя использовались полые микрошарики из фенолоформальдегидной смолы, жаростойкие волокна и измельченная пробка дозировка не указана ,. В патенте США описан СП, предназначенный для наружного теплозащитного покрытия многоцелевого назначения. Материал может работать в качестве теплоизоляции в течение длительного времени при температуре до 0Р 3К и кратковременно до 0Р 3К, а в качестве абляционного материала он может работать при температурах превышающих Р К. СП состоит из кремнийорганического связующего, полых ячеистых частиц полых стеклянных микрошариков, керамических микрошариков, вспененного перлита, слюды и волокнистого материала. Фирма Дженерал Электрик 1 сополимер, содержащий моя диметилсилоксана, мол. Фирма Дау Корнинг Корпорейшн ОС сополимер, содержащий М диметилсилоксана, МОл монофенилсилоксана и 9мол дифенилсилоксана Силгард 2 смола, содержащая винильные группы у атомов кремния. Наилучшими характеристиками обладает ТЗМ, состав, которого представлен в табл. Таблица 1. Компоненты Соотношение масс. Огневые испытания данного материала рис. ТЗМ значительно превосходят по теплозащитным характеристикам ранее используемые ТЗМ с органическими связующими. СП формуется либо в виде листов, либо наносится на защищаемую поверхность шпателем. Преимущества ТЗМ с кремнийорганическими связующими были подтверждены и в результате многочисленных разработок, в том числе для высокоскоростных летательных аппаратов. Хоро
Рис.