Бумагоподобные композиционные материалы на основе минеральных волокон

• Автор: Дубовый, Владимир Климентьевич
• Шифр специальности: 05.21.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 370 с. : ил.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
1 ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ БУМАГОПОДОБНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ МИНЕРАЛЬНЫХ
ВОЛОКОН
1.1 Волокна для изготовления фильтровальных видов бумаги и
картона
1.2 Минеральные волокна и связующие как основа для производства фильтровальных материалов
1.3 Поливинилспиртовое волокно как упрочняющий бумагу
агент
1.4 Основные виды волокон используемых для получения изоляционных материалов
2 ОБРАЗОВАНИЕ БУМАГОПОДОБНЫХ КОМПОЗИТОВ НА
* ОСНОВЕ МИНЕРАЛЬНЫХ ВОЛОКОН
2.1 Общие положения
2.2 Структура бумагоподобных материалов
2.3 Формирование прочности в бумагоподобных композитах
2.4 Исследование связеобразования в материалах на основе минеральных волокон методом ИК-спектроскопии
2.5 Исследование структуры материалов из минерального волокна микроскопическими методами
2.6 Связующие на основе полигидроксокомплексов различных металлов
2.7 Исследование гидросуспензий на основе минеральных волокон
3 СТРУКТУРНО-ФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БУМАГОПОДОБНЫХ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ МИНЕРАЛЬНЫХ ВОЛОКОН
3.1 Методика определения прочностных и деформационных характеристик отливок минеральных волокон
3.2 Результаты испытаний образцов бумагоподобных материалов из минеральных волокон без связующего
3.3 Результаты испытаний образцов бумагоподобных материалов из минеральных волокон со связующим

3.4 Исследование характеристик связующих на основе
$ полигидрокомплексов алюминия
4 ФИЛЬТРОВАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ МИНЕРАЛЬНЫХ ВОЛОКОН
4.1 Методы подготовки образцов и оценки фильтрующих характеристик
4.2 Влияние композиции и способа формования
фильтровального материала на показатели его качества
4.3 Влияние волокон ПВС на качество фильтровального материала на основе минеральных волокон
4.4 Двухслойные фильтровальные материалы
4.5 Влияние диаметра стеклянных волокон на показатели качества двухслойных фильтровальных материалов

4.6 Влияние массы 1 м на показатели качества двухслойного фильтровального материала
4.7 Изучение «пороговых» явлений при разрушении образцов.... 229 1 5 ИЗОЛЯЦИОННЫЕ БУМАГОПОДОБНЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА
ОСНОВЕ МИНЕРАЛЬНЫХ ВОЛОКОН
5.1 Исследование возможности получения прочного термостойкого материала на основе минеральных волокон
5.2 Опытно-промышленные выработки термостойких и теплоизоляционных материалов на основе минеральных
волокон
6 ТЕХНОЛОГИЯ, ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРОИЗВОДСТВА БУМАГОПОДОБНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ МИНЕРАЛЬНЫХ ВОЛОКОН
6.1 Особенности производства бумагоподобных материалов из минеральных волокон
6.2 Технико-экономическая оценка получения композиционных материалов из минеральных волокон методом бумажного производства
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ В
ПРИЛОЖЕНИЕ С
ПРИЛОЖЕНИЕ Б

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

т - ошибка среднего арифметического значения; у * - «выскакивающее» значение;
Т -пропускание;
77 -поглощение;
Эф - эффективность связующего;
К ~ коэффициент проницаемости;
Е - модуль упругости;
/ — длина образца;
Р - усилие;
- среднее арифметическое значение выборки;
5 - среднее квадратическое отклонение;
V - вариационный коэффициент;
Q - расход связующего по отношению к массе волокон; с1в - диаметр минерального волокна;
% с1н - длина водородной связи;
N — число образцов, частота вариант; г - коэффициент корреляции; щнв ~ степень минерализуемости; а - напряжение;
(Хр - прочность при растяжении; е - деформация; р - плотность;
/ - удлинение; р.вод.ст ~ давление водяного столба;
§ - толщина образца;
- сопротивление потоку воздуха; а — каустическое число (техн.) ;
у - волновое число.

Образцы на основе минеральных волокон выбирались из лабораторных образцов, выполненных из пяти видов каолиновых и базальтовых волокон без связующих и со связующими. Отлив осуществлялся в сравнимых условиях, на одном листоотливном аппарате JIOA-2. Показатели прочности определялись в соответствии со стандартной методикой [120].
Анализируя данные таблицы 2.1, следует отметить, что минимальные результаты соответствуют неразмолотой целлюлозе и минеральным волокнам без связующего. Показатели прочности для целлюлозных отливок в десятки - сотни раз превышают таковые для образцов из минеральных волокон. Это свидетельствует о низкой способности у минеральных волокон к связеобразованию по сравнению с целлюлозными волокнами и свидетельствует о принципиальном отличии механизмов связеобразования и указывает на минимальное влияние прочности самих минеральных волокон на прочность бумагоподобных материалов.
Межволоконное связеобразование в традиционном бумажном листе, которое и в настоящее время является объектом исследования, определяется, главным образом, эффектами взаимодействия целлюлозы с водой, усиливающимися в процессе размола - набуханием, гидратации, фибрилляции, что ведет к повышению гибкости, пластичности волокон и, в конечном счете, увеличению площади контактов и прочности связей [103, 104, 110, 112, 117, 119].
Принципиальное отличие материалов на основе минеральных волокон от таковых из растительных волокон определяется отсутствием вышеперечисленных эффектов взаимодействия с водой. Поэтому для обеспечения даже незначительной по сравнению с бумагой из целлюлозы прочности, необходимой для последующей эксплуатации, требуется вовлечение соответствующих связующих веществ в процесс межволоконного взаимодействия.
Известно, что деформационно-прочностные свойства материалов, изготовленных из волокон и склеивающего вещества связующего, зависят