Исследование и разработка технологии шумопонижающих материалов различного функционального назначения
| |
О – ОН + – Si – О О – О – Si – ОН
| |
Битум Базальтовое волокно
О О
// //
C – ОН C – ОН
О – С – ОН + – Si – О – О – С – О – Si – ОН
\\ | \\ |
О О
Таким образом, анализ ИК - спектров образцов материала показывает, что базальтовые волокна упорядочивают структуру, образуя органо-силикатные соединения, упрочняющие структуру композиционного материала. Доказательством формирования более плотной структуры в битумных композициях на основе базальтовой ваты по сравнению с серийными служат результаты термогравиметрического анализа (табл.4), которые свидетельствуют о более полном химическом и физическом взаимодействии функциональных групп битума с базальтовыми волокнами. По данным ТГА (табл.4), битумные композиции на основе кондиционной и некондиционной базальтовой ватой в сравнении со битумными материалами на основе асбеста более термостойки. Так, потери массы при 3000С у битумных и резинобитумных материалов с асбестом составляют 16 и 14%, а с базальтовыми волокнами –13 и 11%, то есть на 12,5% меньше, при 8000С – с асбестом 80 и 69%, с базальтовыми волокнами 70 и 66% ( на 14,3% меньше).
В целом деструкция предлагаемых образцов смещается в область более высоких температур по сравнению с серийным материалом. Об этом свидетельствуют и более высокие значения энергии активации деструкции предлагаемых материалов (табл.4).
Таблица 4
Сравнение термостойкости битумных и резинобитумных композиций методом термогравиметрического анализа
|
Состав |
Потери массы, % при температуре, º C |
Энергия активации, кДж/моль | |||||||
|
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 | ||
|
Битумный материал (асбест 5%) |
4 |
8 |
16 |
31 |
58 |
66 |
70 |
80 |
358,1 |
|
Резинобитумный материал (асбест2%) |
3,0 |
5,0 |
14 |
28 |
45 |
57 |
59 |
69 |
344,2 |
|
Битумный материал (некон. базальтовая вата 10%) |
3 |
5 |
13 |
26 |
50 |
61 |
62,5 |
70 |
560,0 |
|
Битумный материал (кон. базальтовая вата 10%) |
3,1 |
4,8 |
12,8 |
25 |
49,6 |
60 |
61 |
68,2 |
557,0 |
|
Резинобитумный материал (некон. базальтовая вата 8%) |
2,9 |
3,5 |
11,0 |
23 |
39 |
51 |
53 |
66 |
404 |
|
Резинобитумный материал (кон. базальтовая вата 8%) |
2,7 |
3,4 |
10,4 |
22,6 |
38,4 |
50,1 |
51,8 |
64,2 |
402 |
Термогравиметрический анализ показал, что введение базальтовых волокон повышает термостойкость битумных композиционных материалов в среднем на 14 %.
Хроматографическое исследование паровой фазы показало (Рис. 7) отсутствие токсических веществ фенольного типа. Детальная расшифровка масс-спектров показала, что представленные ионы принадлежат к гомологическим рядам алаканов, алкенов и алкилбензолов. Происходит выделение вещества с временем удерживания 9,47 мин – предположительно сложный эфир фталевой кислоты.
а б
Рис.7 Хроматограмма резинобитумного материала
а – серийный; б – с базальтовой ватой
Рентгенографический анализ композиционной материала показал (Рис.8), что наличие низкоосновных гидросиликатов C-S-H (линии с межплоскостным расстоянием 2,085) Широкое основание пика 3,06 указывает на присутствие гидросиликатов. Образование гидроалюминатных фаз подтверждается пиком 2,48 характерным для четырехкальциевого монокарбонатного гидроалюмината С3 CaСO3 
12 Н2O Анализ рентгенограмм образцов композиционных материалов показал, что они имеют четкие максимумы при углах отражения, которые являются основанием для утверждения, что образовавшиеся фазы являются кристаллическими образованиями. Частицы наполнителей являются центрами кристаллизаций выделяющихся фаз при образовании композиционного материала.
Рис. 8 Рентгенографический анализ битумного материала
Глава 6.Технология и апробация битумных материалов
Способ получения разработанного резинобитумного звукоизолирующего листового материала включает приготовление битумной композиции в смесителе, куда в разогретый до 150-170ºС битум вводят частями остальные инградиенты, перемешивание в течение 30 минут и каландрование на вальцах в лист.
