Рис.3. Изменение коэффициента потерь колебательной энергии вибропоглощающего материала в течение гарантийного срока

Из таблицы 8 видно, что при меньшей плотности резинобитумный материал на основе кондиционной и некондиционной базальтовой ваты (содержание 8%) не только соответствует требованиям ТУ 38.305-57-077-93, но и обладает более высокой условной прочностью при растяжении и более высоким относительным удлинением при разрыве чем серийный материал, что важно для процесса формования многослойных шумоизоляционных готовых изделий для автомобилей. При этом способность к звукоизоляции разработанных материалов значительно выше уровня серийного материала, что демонстрирует рис. 4.

Таблица 8

Сравнительные физико-механические характеристики

разработанных резинобитумных материалов с серийно выпускаемыми в промышленности аналогами

На рис.4 представлены результаты определения способности к звукоизоляции опытных образцов резинобитумных материалов, содержащих 5% (образец №1) и 8% (образец №2) некондиционной базальтовой ваты в сравнении с серийно применяемым образцом №3. Способность к звукоизоляции значительно выше уровня серийного материала. Так в диапазоне частот 400-800 Гц способность к звукоизоляции превышает в 1,5-2 раза, в остальном диапазоне преимущественно на 2-5 Дб.

Рис.4 Способность к звукоизоляции композиционных материалов с разным содержанием БВ в сравнении с серийным на основе асбеста.

Полученные результаты исследования доказывают, что применение кондиционной и некондиционной базальтовой ваты позволит: исключить из битумных композиций асбест, сохранив термостойкость материала; уменьшить массу изделий, и, следовательно, снизить массу автомобиля; значительно улучшить в нем акустический комфорт. Важно также, что для этих материалов применяется и базальтовая вата, которая является отходом производства и в настоящее время не используется.

Глава 4. Модификация базальтовой ваты с целью улучшения свойств материала

Для активации поверхности БВ были использованы следующие методы модификации: термообработка (τ=1 ч, Т=1000С) и СВЧ-обработка (τ=3 мин, N=750 Вт). Эти методы по-разному влияют на параметры пористой структуры базальтовой ваты (табл.7).

При производстве базальтовой ваты в качестве связующего используется фенол-формальдегидная смола в количестве ~ 3%, которая закрывает поры, дефекты и трещины на поверхности волокон. Это снижает возможности базальтовых волокон в достижении высоких эксплуатационных характеристик готовых изделий. С целью повышения активности взаимодействия между компонентами битумной композиции и проводили модификацию базальтовых волокон. Проведенные исследования свидетельствуют о значительном улучшении характеристик разработанных материалов только после термообработки, что связано с большей возможностью взаимодействия базальтовых волокон с компонентами битумной системы.

Сравнительные результаты испытаний вибропоглощающих материалов на основе немодифицированной и модифицированной некондиционной базальтовой ваты доказывают (табл.9), что на основе модифицированной некондиционной базальтовой ваты формируются композиционные материалы, коэффициент потерь колебательной энергии которых (0,21 при 20ºС) превосходит композиционные материалы на основе обычной некондиционной базальтовой ваты (0,18 при 40ºС).

Таблица 9

Сравнительные физико-механические характеристики вибропоглощающих битумных материалов на основе модифицированной и немодифицированной некондиционной базальтовой ваты.