Технологические особенности создания рулонных кровельных материалов на основе базальтовых наполнителей и полиэтиленовых пленок

• Название: Технологические особенности создания рулонных кровельных материалов на основе базальтовых наполнителей и полиэтиленовых пленок
• Дата: 27.05.2022
• Размер: 1.02 Mb.
• Имя файла: 0432019_B3F16_goncharova_t_p_tehnologicheskie_osobennosti_sozdan.docx
• Тип: Диссертация; #552079
• страница: 1 из 19

ГОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет»

На правах рукописи

Гончарова Татьяна Павловна

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СОЗДАНИЯ РУЛОННЫХ КРОВЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ БАЗАЛЬТОВЫХ НАПОЛНИТЕЛЕЙ И ПОЛИЭТИЛЕНОВЫХ ПЛЕНОК
Специальность 05.17.06

Технология и переработка полимеров и композитов

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук
Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор, Артеменко С.Е.
Саратов 2007

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 5

ГЛАВА 1. Литературный обзор 10

1. 
   Полиэтиленовые пленки 10
   
   1. 
      Общие сведения о полиэтилене и полимерных пленках 10
      
   2. 
      Свойства и модификация полиэтиленовой плёнки 14
      
   3. 
      Применение полиэтиленовой плёнки 20
      
   4. 
      Производство изделий методом каландрования 26
      
2. 
   Базальтоволокнистые наполнители для армирования ПКМ 29
   
   1. 
      Свойства базальтовых волокон 29
      
   2. 
      Производство базальтовых волокон 34
      
   3. 
      Области применения базальтовых волокон 36
      
   4. 
      Базальтовые волокна и ткани – эффективный наполнитель ПКМ 40
      

1.2.5 Модификация базальтопластиков 47

3. 
   Кровельные материалы в России и за рубежом 49
   
   1. 
      Состояние проблемы кровельных материалов 49
      
   2. 
      Устройство кровель из рулонных материалов 63
      

ГЛАВА 2. Объекты, методики и методы исследования 67

1. 
   Объекты исследования 67
   
2. 
   Методы исследования 69
   
   1. 
      Методики испытания по ГОСТ 69
      
   2. 
      Метод термогравиметрического анализа 70
      
   3. 
      Метод ступенчатой газовой хроматографии 71
      
   4. 
      Метод инфракрасной спектроскопии 72
      
   5. 
      Метод рентгеноструктурного анализа 72
      

ГЛАВА 3. Изучение влияния технологических параметров на свойства полимерного композиционного материала 73

3.1.Технология процесса производства рулонных материалов 73

ГЛАВА 4. Модификация БТ с целью повышения комплекса физико-

химических и механических свойств рулонированного материала 77

1. 
   Изучение влияния различных методов модификации на свойства базальтопластика 77
   
2. 
   Технологическая схема производства рулонного материала 89
   
3. 
   Изучение сфер использования базальтовой ваты 90
   

Основные выводы 94

Список использованной литературы 95

Список сокращений

ПКМ - полимерный композиционный материал СВ – стеклянное волокно

БВ – базальтовое волокно БН – базальтовая нить

БТ – базальтовая ткань СН – стеклянная нить СП – стеклопластик БП – базальтопластик ПЭ – полиэтилен

ПЭНП - полиэтилен низкой плотности ПЭВП – полиэтилен высокой плотности ПЭВД – полиэтилен высокого давления ПЭНД – полиэтилен низкого давления ПЭСД – полиэтилен среднего давления ФГ - фосфогипс

ХП – хлорированный парафин ООПГ - олигооксипропиленгликоль

Введение

Полимерные композиционные материалы обладают уникальным ком- плексом свойств, не имеющих аналогов среди традиционных конструкционных материалов. Они нашли применение в различных областях промышленности, транспорта, бытового сектора. В связи с этим, неуклонно растут темпы произ- водства полимерных материалов и расширяются области их применения.

Широкое разнообразие свойств пластмасс, в частности полиэтилена, оп- ределяет его использование в промышленности. Выбор данного сырья связан с доступной и широкой сырьевой базой, большим выбором способов и простотой переработки, а также относительно низкой стоимостью. Большая часть выпус- каемых полимеров используется для получения полиэтиленовой пленки, кото- рая находит применение практически во всех отраслях промышленности.

Основным путем получения пленочных материалов с заданным ком- плексом свойств является конструирование композиционных пленочных мате- риалов.

Армированные пластики являются одним из наиболее перспективных по- лимерных композиционных материалов (ПКМ). Сочетание высокой прочности с малым удельным весом обеспечивает их успешное применение в различных конструкциях, особенно там, где требуется экономия веса.

В настоящее время среди армирующих материалов доминирует стеклянное волокно. По ряду таких важных характеристик, как теплостойкость или удель- ная прочность, стекловолокно намного уступает углеродному. Но из-за деше- визны и вполне приемлемых свойств около 60% объема выпуска стекловолокна используется для изготовления композитов на его основе.

Рулонированные кровельные материалы на основе стеклянных и других волокон применяются во многих отраслях промышленности и сельского хозяй- ства: для защиты от повышенных температур и теплового излучения ; для за- щиты от воды в качестве укрывного материала; для теплиц в сельском хозяйст-

ве; для тепловой защиты промышленного оборудования ; для защиты древеси- ны и всех видов электрокабелей, эксплуатируемых как на открытом воздухе, так и внутри жилых и производственных помещений; для гидроизоляции строительных конструкций ; в вагоностроении применяется в качестве пароне- проницаемой прокладки в пассажирских вагонах, а так же в полках и креслах вагонов, влагостойких изоляционных покрытий и др.; в электротехнической промышленности используется как изоляционный материал для водо- и грязе- защиты и т.д.

В последнее время к самым эффективным и перспективным волокнам для армирования ПКМ относят базальтовые волокна (БВ), полученные из природ- ного минерала базальта.

Базальты – многокомпонентная физико-химическая система, состав кото- рой характеризуется широким спектром окислов и в зависимости от месторож- дения различается незначительно.

К настоящему времени исследовано значительное количество месторож- дений базальтов. По данным института «Теплопроект» (г. Москва) Россия и СНГ обладают практически неограниченными запасами базальтов, диабазов, габбро и их аналогов, суммарный запас которых 197 млн.м³. Так, месторожде- ния базальтов широко распространены на Камчатке, Курильских островах, в Хабаровском и Приморском краях, в Биробиджанской и Амурской областях, практически повсеместно в СНГ – в Армении, Грузии, Киргизии. В настоящее время суммарная добыча базальта составляет 29 тыс.м³ в год. По данным гео- логов в бывшем СССР разведано более 150 месторождений, пригодных к про- мышленным разработкам. Наиболее перспективны в РФ месторождения ба- зальта «Мяндуха» (Архангельская обл., Плесецкий р-н), «Голодай гора» (Каре- лия), «Круторожино» (Оренбургская обл.), «Учалинское» (Башкортостан), т. к. в этих регионах более развита промышленность.

Актуальность темы: В настоящее время в России наблюдается резкое увеличение объемов капитального строительства. Строительство жилых, про- мышленных и гражданских зданий, подземных и гидротехнических сооруже- ний, требует быстрого развития и постоянного технического совершенствова- ния традиционных высокозатратных технологий изоляции зданий и сооруже- ний.

Более 40% повреждений зданий приходится на кровли. Анализ отечествен- ного и зарубежного опыта показывает, что один из путей решения проблем устройства и эксплуатации мягких кровель - повышение их надежности и дол- говечности - может быть успешно осуществлен при использовании полимеров.

Кровли, выполненные из традиционных материалов с применением биту- ма, сложны в устройстве. Из-за специфических свойств битумов работы по на- клейке многослойного ковра выполняются сезонно. Они сложно поддаются ме- ханизации (уровень механизации не превышает 10-20%).

Наибольшее распространение найдут в ближайшее время гидроизоляци- онные материалы с применением полиэтилена. Полиэтиленовые пленки имеют перед традиционными битумными материалами преимущество в том, что они гнилостойки и не разрушаются бактериями. Кроме того, полиэтиленовые плен- ки значительно эластичнее и тоньше рубероида, пергамина, гидроизола и по- этому гидроизоляция из них хорошо сочетается с основным материалом конст- рукции.

В последнее время к самым эффективным и перспективным волокнам для армирования полимерных композиционных материалов относят базальтовые волокна, полученные из природного минерала базальта. Россия обладает ог- ромными запасами горных пород габбро-базальтовой группы. Разработаны технологии переработки базальта в высококачественные минеральные волокна, нити, ровинги, нетканые холсты, ткани и др. ассортимент.

В настоящее время возросло количество предприятий, выпускающих ба- зальтовые волокна. На сегодняшний день в Российской Федерации БВ выпус-

кают в г.г. Красноярске, Брянске, Москве, Дубне, в то время как производство стеклянных волокон в РФ по разным причинам развивается слабо. Выбор ба- зальтовой ткани БТ обусловлен возможностью создания на ее основе рулони- рованных материалов с большими прочностными свойствами и долговечно- стью в сравнении с битумными рулонными материалами на основе стеклотка- ни.

Целью настоящей работы является создание научно-обоснованной тех- нологии получения рулонированных ПКМ на основе полиэтиленовых пленок и базальтовой ткани, обладающих необходимым комплексом свойств для его ис- пользования в строительстве, сельском хозяйстве, строительстве дорог и др.