Органоминеральный состав жидкое стекло пу
Органоминеральный состав жидкое стекло пу«Жидкое стекло»: насколько эффективны керамические покрытия для кузова?
=== Скачать файл ===
Защита состоится 25 декабря года в 16 00 час. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке КГ АСА. Проблема энергосбережения стала одной из самых актуальных в России, и основной путь экономии топливно-энергетических ресурсов - уменьшение потерь тепла через ограждающие конструкции зданий. Экономическая целесообразность диктует производить теплоизоляционные материалы вблизи объектов потребления, чтобы снизить транспортные издержки, а это, в свою очередь, побуждает к вовлечению в производство местного сырья. Таковыми для получения недорогих эффективных утеплителей и конструкционно-теплоизоляционных материалов являются отходы деревообработки стружка, опилки, кора и растительные сельскохозяйственные отходы солома, лузга, костра. Многие из подобных материалов давно известны арболит, фибролит, страмит, торфоплиты и др. Основная проблема - вяжущие связующие , которые должны быть и технологичными и обеспечивать необходимую прочность, жесткость, водостойкость, негорючесть, нетоксичность при низкой теплопроводности. Универсальных связующих, естественно, нет: Вызывают интерес гибридные связующие, полученные совмещением одновременно твердеющих неорганических вяжущих и полимерных связующих. Создание различных вариантов комбинированных структур и явилось основой настоящего исследования. Работа выполнялась в рамках межвузовской научно-технической программы 'Архитектура и строительство' г. Цель работы - создание эффективных теплоизоляционных материалов и изделий на основе растительных отходов и гибридных органоминеральных поризованных связующих. И разработка технологических схем получения ТИМ на основе различных типов растительных отходов и гибридных связующих, технических условий и рекомендаций по применению разработанных ТИМ в ограждающих конструкциях. Показана возможность создания эффективных теплоизоляционных и теплоизоляционно-конструкционных материалов на основе растительного сырья и гибридных органоминеральных связующих с комбинированной пористой структурой, основанная на установленных зависимостях свойств от структуры материала, от соотношения 'наполнитель - гибридное связующее', химического строения и особенностей вспенивания и отверждения связующего. Изучено влияние природы неорганического компонента водных растворов силикатов натрия и гидрозоля оксида алюминия на формирование модифицированного карбамидоформальдегидного пенопласта. Предложен метод химического вспенивания гибридного связующего не основе растворимых силикатов натрия и полиизоцианатов, основанный не реакциях взаимодействия изоцианатов и воды в составе жидких стекол с выделением углекислого газа. Показано, что при оптимальном соотношении компонентов, в результате химического взаимодействия полиизоцианатов V, жидкого стекла с образованием полимочевин и поликремниевой кислоты образуется органоминеральный композит со структурой взаимопроникающего типа и высокой водостойкости. Достоверность результатов, научных выводов и рекомендаций работь: Практическое значение работы Разработаны новые ТИМ на основе растительных отходов и органоминеральных поризованных связующих, отличающиеся сочетанием положительных свойств материалов с органически-. Определены основные технологические режимы получения ТИМ. Предложен способ получения ТИМ на основе растительных отходов, исключающий операцию сушки и сокращающий технологический цикл производства. Разработаны два варианта технологических схем производства плит из материалов с комбинированной пористой структурой. Результаты научных исследований использованы при разработке проекта Технических условий на 'Плиты теплоизоляционные на основе растительного наполнителя и органоминерального связующего' и составлении технологических инструкций по применению плит в различных вариантах конструкций. Выполнены дипломные проекты по теме диссертации. На открытом конкурсе на лучшую работу студентов по естественным, техническим и гуманитарным наукам в вузах РФ в году работа отмечена медалью. Разработки экспонировались на 8 республиканских, региональных и международных тематических выставках по стройиндустрии и ресурсо-энергосберегающим технологиям. Апробация работы и публикации. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы из наименований, и приложений. Работа изложена на страницах машинописного текста, включает 19 таблиц, 39 рисунков. Первая глава посвящена обзору существующих в настоящее время ТИМ с использованием растительного сырья,, анализу технологий изготовления изделий на их основе. Рассмотрены вопросы формирования и комбинирования пористой структуры таких материалов и обоснованы цели и задачи исследования. Вторая глава содержит характеристику объектов исследования, методику приготовления образцов, описание методов исследований и аппаратуры. В качестве растительных наполнителей использовалась древесная стружка фракций и ,5 мм и рубленая солома длиной мм. Компонентами гибридных связующих служили жидкое натриевое стекло ГОСТ , гидрозоль оксида алюминия ТУ , карбамидоформаль-дегидная смола марки КФЖ ГОСТ и полиизоцианат марки Б ТУ Для решения поставленных задач в работе применены стандартные методы испытаний ТИМ, для изучения механизмов взаимодействия компонентов и процессов структурообразования использованы методы инфракрасной спектроскопии, оптической микроскопии, импульсного ЯМР и другие. Третья и четвертая главы - экспериментально-теоретические - содержат разработку оптимальных составов органоминеральных связующих и получению на их основе композиций с использованием в качестве наполнителя растительного сырья, выбору наиболее эффективных способов формирования ТИМ и изучению пористой структуры полученных материалов. Пятая глава содержит различные варианты технологических схем, рекомендации по производству ТИМ на основе растительного сырья с органо-минеральным связующим и расчеты расхода сырьевых материалов, показатели технико-экономической эффективности новых ТИМ. В связи с этим, были подобраны модификаторы жидкого стекла, кото рые способствуют получению поризованной структуры при невысоких тем пературах. Это возможно осуществить следующими способами:. Основываясь на анализе имеющихся данных по модификации жидкого стекла, в качестве второго компонента связующего выбраны полимерные и олигомерные продукты, способные к поризации по этим двум вариантам. При первом способе создания комбинированной пористой структуры ТИМ, то есть при совмещении предварительно подготовленной пены на основе органоминерального связующего с растительным наполнителем и последующем отверждении, выбраны карбамидоформальдегидные смолы КФС. Они являются традиционными связующими веществами в материалах на основе древесных наполнителей, например в ДСП. В качестве поризованного связующего использована модифицированная жидким стеклом карбамидоформальдегидная смола. Сложность таких систем состоит в том, что увеличение рН за счет жидкого стекла препятствует реакции поликонденсации КФС. Величина рН системы должна находится в пределах Стабильную тройную систему КФС - ЖС - катализатор, в качестве которого впервые использована 1-оксиэтилидендифосфоновая кислота, удалось получить только до мас. Оптимальные составы модифицированного карбамидоформальдегидно-го пенопласта получены при сочетании наибольшей кратности пены , наибольшего времени гелеобразования мин. Другая проблема при использовании КФС - это усадка при отверждении. При смешении вспененного связующего и древесных стружек происходит интенсивное поглощение жидкой фазы пены микропорами наполнителя в результате капиллярного подсоса, тем самым, ее разрушение. В связи с этим, применялось предварительное увлажнение древесных стружек водным раствором катализатора отверждения. С использованием смесевого связующего получены образцы ТИМ на основе древесных стружек фракций мм и ,5мм при разных соотношениях связующее: Применение наполнителя более крупной фракции мм приводит к снижению в 3 раза величины сорбционного увлажнения и почти в 2 раза коэффициента теплопроводности, что обусловлено характером образующейся ячеистой структуры пенопласта в пространстве между частицами наполнителя. Однако, при малых количествах неорганической части связующего невозможно получить достаточно высокие показатели механических свойств материала. К ним относятся гидрозоли кислотной формы, в частности, гидрозоль оксида алюминия, имеющий низкий показатель рН до ,5. В области концентраций мас. КФС наблюдается минимальное значение усадки и оптимум свойств рис. Концентрационные зависимости объемной усадки 1. На основе древесных стружек и смесевого связующего получен ТИМ свойства которого представлены также в табл. Таким образом, изменяя природу неорганического компонента ев; зующего, можно значительно почти на порядок увеличить его содержание смеси и, тем самым, добиться возрастания важных эксплуатационных показ! Свойства оптимальных составов ТИМ на основе растительного сырья и модифицированного карбамидоформальдегидного пенопласта. Для реализации второго способа создания пористой структуры связующего, путем предварительного смешения компонентов и последующего вспенивания и отверждения в среде наполнителя, в качестве модификатора жидкого стекла использованы полиизоцианаты ПИЦ с молекулярной массой Анализ литературных данных показал, что композиционные материалы на основе жидкого стекла и полиизоцианатов с высокими физико-механическими показателями используются в различных отраслях техники. Они классифицированы в литературе как полимерсиликатные, представляющие собой продукты с взаимопроникающими, химически связанными, полимерными структурами - органической и неорганической. Использование изоцианатов в качестве модификаторов жидких стекол связано с наличием в них ЫСО-групп с высокой степенью ненасыщенности, способных реагировать с соединениями, содержащими подвижный атом водорода. Нас привлекло в этих композициях следующее:. Следует отметить, что при изучении композиционных материалов н основе ПИЦ и жидкого стекла возможность вспенивания этой органомине ральной композиции до сих пор не рассматривалась. В связи с этим, на пер вом этапе проведен подбор оптимального состава пенопласта на основе жид кого стекла и ПИЦ варьированием их соотношения, а также содержания к;. В качестве параметров, характеризующих процесс пенообразования, выбраны кратность свободного вспенивания, время подъема пены, плотность образцов, потеря массы при формировании пенопласта. Изменение времени подъема пены дано на рис. Примерно до 80 мас. Потеря массы при формировании композита связана, в первую очередь, с выделением С02 рис. До 40 - 70 мас. Плотность полученных образцов представлена на рис. Таким образом, оптимальным для получения пенопласта является соотношение ПИЦ: При таком соотношении компонентов наблюдается максимальная степень отверждения композиций. Об этом свидетельствуют данные по растворимости в воде растворение отсутствует , по изменению рН водной вытяжки отвержденных образцов среда нейтральная. Изучение степени раскрытия изоцианатных групп, проведенных методом ИК-спектроскопии, и молекулярной подвижности композитов времен поперечной релаксации Т2 по данным импульсного метода ЯМР подтверждают преимущественное протекание реакций взаимодействия изоцианатных и силикатных групп при оптимальном соотношении компонентов. Наблюдение исследуемых образцов в оптическом микроскопе показало, что сформированный пенопласт при оптимальном соотношении компонентов образует ячеистую структуру с размером пор от 0,2 до 1,0 мм. Меж-поровые перегородки образованы однородным органосиликатным материалом. На основе оптимальных составов поризованного гибридного связующего получен ТИМ с использованием в качестве растительного наполнителя рубленой соломы. Использована следующая методика введения компонентов: Эксплуатационные свойства образцов ТИМ представлены в табл. Процесс отверждения является экзотермическим, поэтому технологии! Усадка практически не наблюдается. В случае использования чисто\\\\\\\\\\\\] жидкого стекла получение материала возможно или только при высоких те\\\\\\\\\\\\]. Разработаны различные варианты технологий производства теплоизоляционных изделий с использованием рубленой соломы и древесных стружек на органоминеральных связующих. При использовании рубленой соломы и модифицированного жидким стеклом полиизоцианата из технологической линии исключается операция сушки, что приводит к сокращению продолжительности цикла и снижению металлоемкости технологической линии. Процесс получения изделий в виде плит и блоков является менее энергоемким, чем на чистом жидком стекле. Дан расчет расхода компонентов сырья на 1 куб. Представлены оптимальные режимы смешения, вспенивания, отверждения композиции для получения ТИМ время , температура, давление. Сравнение материалов на основе древесных стружек и рубленой соломы с поризованными органоминеральными связующими на основе жидкого стекла с известными ТИМ на основе растительного сырья арболит, фибролит выявляет их преимущества по водостойкости, негорючести, и теплозащитным свойствам табл. Так как при высоком содержании связующего, по существу получены органические пенопласты, армированные древесными наполнителями разной природы, сравнение их с соответствующими органическими пенопластами жесткий пенополиуретан и пеноизол показывает их значительно более высокую прочность, пониженную гигроскопичность и более высокую стойкость к воздействию огня табл. Известные теплоизоляционно-конструкционные материалы ячеистой структуры газобетон, пенобетон значительно уступают разработанным в работе по теплозащитным характеристикам и гигроскопичности табл. Таким образом, будучи трудногорючими, достаточно водостойкими, относительно прочными и, в то же время, с эффективными теплоизолирующими свойствами разработанные материалы могут быть рекомендованы к применению для теплоизоляции зданий. Разработаны составы и технология изготовления теплоизоляционных материалов с комбинированной пористой структурой на основе растительного сырья и гибридных органоминеральных вспененных связующих. Предложены связующие на основе жидкого стекла и органических компонентов - карбами-доформальдегидных смол и низкомолекулярных полиизоцианатов. Установлено, что стабильную тройную систему КФС-ЖС-катализатор возможно получить при содержании жидкого стекла мас. Рассмотрены варианты смешения вспененного связующего и наполнителя, показана необходимость предварительного увлажнения наполнителя. Показано, что при использовании в качестве наполнителя древесных стружек крупных фракций мм и модифицированного поризованного связующего достигается повышение механических и теплотехнических свойств ТИМ в 1, раза по сравнению с композицией на древесной стружке фракции 52,5мм. Показано, что при использовании в связующем минеральной составляющей кислотной формы с рН не более ,5 можно значительно увеличить ее содержание в смеси. Введение гидрозоля оксида алюминия в состав пены на основе карбамидоформальдегидной смолы в количестве до мас. На основе анализа возможных химических взаимодействий в системе растворимые силикаты натрия - органические полиизоцианаты предложен. Выявлена зависимость условий вспенивания и отверждения гибри; ного связующего на основе жидкого стекла и ПИЦ от соотношения компоне! Установлено, что оптимальным соотношение ПИЦ - жидкое стекло является ,7. Показано, что при этом образуется вза! Химическое связывание воды в процессе порообразования и отве ждения композита снижает усадку при формовании практически до нуля. Предложены варианты технологических схем производства теплоиз ляционных плит из растительных отходов и гибридных органоминеральнь связующих. Разработаны проект ТУ на новый теплоизоляционный материал рекомендации к его применению в ограждающих конструкциях. Mexai ческие свойства композиционного материала на основе рубленой соло! Теоретические представления о формировании структуры и свойств строительных материалов из растительных отходов и жидких связующих. Структура и свойства ТИМ с древесным наполнителем и поризованным модифицированным карбамидоформальдегидным связующим. Производство теплоизоляционных плит на основе модифицированной карбамидоформальдегидной смолы и древесных стружек. Технологическая схема производства ТИМ на основе полиизоцианата с использованием рубленой соломы. В последние годы в России, как это уже ранее случилось в промышленно развитых странах, резко возросла доля затрат на энергоносители в промышленности и коммунальном хозяйстве. Поэтому проблема энергосбережения стала одной из самых актуальных. Основной путь экономии топливно-энергетических ресурсов - уменьшение потерь тепла через ограждающие конструкции гражданских и промышленных зданий. Поскольку затраты на энергосбережение в раза более эффективны, чем на развитие энергетического комплекса, то ориентация на сокращение топливно-энергетических затрат является оправданной \\\\\\\\\\\\[\\\\\\\\\\\\]. Снижение энергозатрат на отопление связано с повышением термического сопротивления ограждающих конструкций с помощью теплоизоляционных материалов ТИМ. Подсчитано, что 1м теплоизоляции может обеспечить экономию 1,,6т условного топлива в год. Эффективность современных строительных ТИМ обеспечивается следующими факторами: Объем выпуска ТИМ на душу населения в России в раз ниже, чем в промышленно развитых странах сравнительные данные представлены в табл. Татарстан также ощущает дефицит в ТИМ, ввиду слабого собственного производства кроме пенополистирола и ППУ. Поэтому разработка ТИМ с вовлечением местного сырья является актуальной научно-технической проблемой. Для получения недорогих утеплителей и легких стеновых материалов могут служить отходы деревообрабатывающих предприятий и перерабатывающих производств сельского хозяйства. Однако, известные материалы на основе растительного сырья фибролит, арболит, ДВП пока не удовлетворяют требованиям для эффективных ТИМ, кроме того, остаются пока нерешенными вопросы повышения водостойкости одних, негорючести других и для тех и других - сочетание достаточной механической прочности с высокими теплозащитными показателями. Целью работы является - создание эффективных теплоизоляционных материалов и изделий на основе растительных отходов и гибридных органоминеральных поризованных связующих. При этом необходимо решить следующие задачи: Первая глава посвящена анализу состояния вопроса по технологии изготовления ТИМ на основе растительного сырья, обзору существующих в настоящее время ТИМ с использованием растительного сырья, рассмотрению вопросов формирования и комбинирования пористой структуры таких материалов и обоснованию выбранного направления исследований. Для выполнения поставленных задач в работе использованы стандартные методы испытаний ТИМ, для изучения процессов структурообразования методы инфракрасной спектроскопии, оптической микроскопии, импульсного ЯМР и др. Третья и четвертая главы содержат экспериментально-теоретическую часть по разработке оптимальных составов органо-минеральных связующих и получению на их основе композиций с использованием в качестве наполнителя растительного сырья, выбору наиболее эффективных способов формирования и изучению пористой структуры полученных материалов. Пятая глава содержит различные варианты технологических схем, рекомендации по производству ТИМ на основе растительного сырья с органоминеральным связующим и сравнительную технико-экономическую оценку ТИМ. Техносфера - библиотека технических наук, авторефераты и диссертации. Строительные материалы и изделия автореферат диссертации по строительству, Теплоизоляционные материалы на основе растительного сырья и органоминеральных поризованных связующих. Читать диссертацию Читать автореферат. Автореферат диссертации по теме 'Теплоизоляционные материалы на основе растительного сырья и органоминеральных поризованных связующих'. Абдрахманова Заслуженный деятель науки РФ и РТ, доктор технических наук, профессор В. Заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор В. Хрулев кандидат технических наук, профессор А. Новосибирск Защита состоится 25 декабря года в 16 00 час. Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент А. Достижение этой цели предусматривает решение следующих задач: Практическое значение работы Разработаны новые ТИМ на основе растительных отходов и органоминеральных поризованных связующих, отличающиеся сочетанием положительных свойств материалов с органически- ми и неорганическими связующими. Это возможно осуществить следующими способами: Нас привлекло в этих композициях следующее: В связи с этим, на пер вом этапе проведен подбор оптимального состава пенопласта на основе жид кого стекла и ПИЦ варьированием их соотношения, а также содержания к; и тализатора отверждения, в качестве которого использована смесь оснований Манниха третичных аминов. Зависимость кратности вспенивания от содержания ЖС в ПИЦ Рис. Зависимость времени подъеме пены от содержания ЖС в ПИЦ oN 5 1 i 2 20 60 жидкое стекло, мас. А J-r- 1 1 -1 20 60 18С жидкое стекло, мас. Зависимость плотности пенс пласта от содержания ЖС в ПИЦ Эксплуатационные свойства образцов ТИМ представлены в табл. В случае использования чисто\\\\\\\\\\\\] жидкого стекла получение материала возможно или только при высоких те\\\\\\\\\\\\] пературах состав 4 или при длительной сушке при комнатной температуре состав 2. Таблица 2 Свойства оптимальных составов ТИМ на основе рубленой соломы, ПИЦ и жидкого стекла Показатели Солома: Состав 1 Состав 2 Состав 3 Состав 4 Основное содержание работы опубликовано в следующих работах: Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Солдатов, Дмитрий Анатольевич. Технологические и эксплуатационно-технические свойства ТИМ из отходов растительного сырья. Пути создания комбинированной пористой структуры в ТИМ. Обоснование цели и задач исследования. Методы исследования и аппаратура. Модификация карбамидоформальдегидной смолы жидким стеклом. Модификация карбамидоформальдегидной смолы алюмозолями. Подбор оптимального состава смесевого связующего. Формирование структуры пенопласта на основе ПИЦ и жидкого стекла. ТИМ на основе рубленой соломы и органоминерального связующего. Технологические схемы получения ТИМ. Сравнительная технико-экономическая эффективность производства разработанных ТИМ. Введение год, диссертация по строительству, Солдатов, Дмитрий Анатольевич. Таблица Объем выпуска ТИМ в разных странах Страны о Объем выпуска ТИМ на 1тыс.
Почему выходят папилломы на теле