Реферат: Розробка модифікованих композиційних покриттів на поліорганосилоксановій основі для захисту магістральних трубопроводів

розмірність

Концентрація поліолу,% мас. 2,0 4,0 15,0 1. Міцність під час удару, Дж 8 7,8 4,5 2. Адгезія, бал 1,0 1,0 2,0 3. Еластичність,% 4,5 7,1 9,0 4. Питомий об’ємний електричний опір, Ом·м

4,12·10 12

2,14·10 12

1,81·10 12

5. Діелектрична суцільність, кВ/мм 17,5 18,1 17,0

У п’ятому розділі досліджено імпедансні характеристики (опір і ємність) мінерально наповнених і модифікованих кремнієорганічних покрить сталевих електродів в 3% - ному розчині хлориду натрію методом "пустотілих циліндрів" і методикою розробленого електродом.

Електрод розроблено на рівні винаходу (патент України (19) UA № 12978 від 2006 р., МПК (51), GO1N 27/07 (2006.01)) і призначено для вимірювання імпедансних характеристик покрить на сталевих пластинах, трубопроводах і металоконструкціях не тільки в лабораторних, а й в експлуатаційних умовах, (рис.5). Перевагою електроду є можливість проведення прискорених вимірювань на трубах різної кривизни та вертикальних поверхнях металоконструкцій.

Імпедансні дослідження встановили, що для кремнієорганічних покриттів з щільноупакованою структурою наповнювачів, затверднених при 170 і 300 0С, характерні високі протикорозійні параметри (Рис.6).

а)

б)

в):

Рис.6. Залежності логарифмів опорів (частота - 1 кГц) сталевих електродів з покриттями:

1) з кам’яновугільною золою та оміакарбом

2) 2 - з кам’яновугільною золою;

3) з кам’яновугільною золою та поліуретаном після тверднення при температурах 20, 170,

300 0С у 3% - ному розчині NaCl.

Для кремнієорганічно-уретанових покриттів оптимальними є нормальні умови тверднення. Кремнієорганічна ізоляція з кам’яновугільною золою характеризується мінімальними показниками опору при різних температурах тверднення.

У шостому розділі досліджено структурні характеристики розроблених кремнієорганічних матеріалів і покриттів. Встановлено, що застосування диетиламіну для затверднення кремнієорганічного лаку КО-921 підвищує показник гель-фракції з 20 до 89,7% мас. під час зростання температури твердення.

Процеси кінетики тверднення фіксують пришвидшене структурування поліметилфенілсилоксану з модифікаторами - диетиламіном та поліуретановою системою ALFAPURSZ 1040 P.

Інфрачервона спектроскопія підтвердила, що поява смуг поглинання NH – 3450, 3296 см-1, на затвердненому при 20 0С в присутності диетиламіну поліметилфенілсилоксані говорить про їх "холодне" каталітичне структурування. А також, виявленні на спектрі кремнієорганічної матриці з поліуретаном – типові для поліметилфенілсилоксану смуги поглинання (см-1): Si–C6H5 – 1432; OH – 3616; CH3 – 2960, 2880; C6H5 – 1592, 1500, 1450, засвідчили хімічне зшивання ОН-груп поліметилфенілсилоксану з функціональними групами поліуретанового модифікатора, (рис.7).

Встановлено, що термічне тверднення композицій на основі лаку КО-921 підвищує показники гель-фракції кремнієорганічних та кремнієорганічно-уретанових матеріалів. Найвищі показники мають композити з оміакарбом та з щільно упакованою структурою наповнювачів – (95,0%), наступним був кремнієорганічно-уретановий матеріал (92,0%), з кількістю поліолу 2,0% мас.

Встановили показники гель-фракцій для матеріалів "модифікований грунт+матеріал" після термообробки: І) з кам’яновугільною золою; ІІ) з оміакарбом; ІІІ) з кам’яновугільною золою та оміакарбом; ІV) з кількістю поліолу SZ 1040 P – 2,0% мас; V) з кількістю поліолу SZ 1040 P – 4,0% мас.; VІ) з кількістю поліолу SZ 1040 P – 15,0% мас., (рис.8).

Встановлено, що кремнієорганічні матеріали мають вищі показники гель-фракції, ніж кремнієорганічно-уретанові. Порівняння гель-фракцій композиту "грунт + покривні матеріали" засвідчило, що ці величини є значно вищими, ніж у композиту без грунту.

З рис.9, слідує, що мінерально наповнені кремнієорганічно-уретанові покриття з грунтом мають значно нижчі значення внутрішніх напружень, ніж кремнієорганічні. При збільшенні вмісту поліолу понад 2,0% мас. внутрішні напруження зменшуються.

Окрім цього, внутрішні напру-ження збільшуються із збільшенням товщини покриття.

Методом диференційно - термічного аналізу встановлено, що найвищою термотривкістю характер - ризувались кремнієорганічні матеріали з оміакарбом та з щільно-упакованою структурою мінеральних наповнювачів, що підтверд-жують криві термічних ефектів (рис.10, а).

Рис.10. Порівняльні криві термічних ефектів ΔТ (а) та залежність втрати маси (б) при нагріванні мінерально наповнених і модифікованих кремнієорганічних матеріалів, що містять:

1 – кам’яновугільну золу; 2 – оміакарб; 3 – кам’яновугільну золу та оміакарб; 4 – кам’яновугільну золу та поліуретан (2,0% мас).

З термогравіметричного аналізу видно, що найменше втрачає масу матеріал з кам’яновугільною золою та оміакарбом. Найменш стабільним є композит з поліуретаном та кам’яновугільною золою, оскільки для нього процеси втрати маси відбуваються при температурах 100-120 та 120-210 0С (рис.10, б).

ВИСНОВКИ

Встановлено закономірності впливу мінеральних наповнювачів та олігомерно-полімерних модифікаторів на структурування та фізико-механічні, діелектричні та протикорозійні параметри композиційних матеріалів та покрить на основі поліметилфенілсилоксанового лаку КО-921. На основі цих досліджень розроблено нові термостійкі кремнієорганічні та кремнієорганічно-уретанові покриття з покращеними ізоляційними і протикорозійними властивостями.