Введение к работе
Актуальность темы. Материалы на основе тиоколовых олигомеров нашли широкое применение в различных областях техники. Прерогатива по вопросам синтеза, особенностям структурирования полисульфидных олигомеров (ПСО), а также по комплексной оценке свойств вулканизатов принадлежит большому ряду исследователей (г. Казань, Москва, Санкт-Петербург и др.).
На базе этих работ созданы герметики У-ЗОМ, УТ-32, У-ЗОМЭС-5, У-ЗОМЭС-10. Некоторые из них рекомендованы документами РФ (СНиП 2.03.11-85, сборник технологических инструкций МСН 214-74) для защиты емкостного оборудования, эксплуатируемого в условиях воздействия слабых растворов кислот и щелочей, которые можно рассматривать в качестве альтернативы гуммировочным резинам. Однако, использование указанных герметиков для формирования покрытий современными производительными методами (например, безвоздушным распылением) затруднительно ввиду высокой вязкости. Кроме того, вулканизаты не обладают достаточными физико-механическими свойствами, агрессивостойкостью, а также адгезией к металлическим субстратам.
Для улучшения технологических свойств ПСО и технических свойств вулканизатов тиоколы подвергают модификации. В этом отношении существует несколько направлений: введение в состав герметиков реакционноспособных олигомеров, замена традиционной вулканизующей группы на новые сшивающие агенты, совмещение тиоколов с полимерами.
Одним из перспективных методов представляется модификация ПСО бутадиен-стирольными блок-сополимерами, т. к. последние обладают высокими упруго-прочностными свойствами, химстойкостью и адгезионной активностью. Наличие же двойных связей в макромолекулах предполагает потенциальную возможность взаимодействия с реакционноспособными группами тиокола по радикальному механизму при определенных условиях с образованием дополнительных сшивок.
Такую модификацию возможно осуществлять через совместный раствор ПСО с термоэластопластом (ТЭП) в присутствии обоснованно подобранных ингредиентов вулканизующей системы. Но вопросы термодинамической совместимости компонентов, особенности физико-химических взаимодействий между ПСО и ТЭП, формирования структуры материалов, а также их свойства мало изучены и не освещены в научно-технических источниках информации.
Вышеизложенное и определило актуальность исследований по данной тематике.
Цель работы. Изучение процесса вулканизации композиций тиокол-бутадиенстирольный термоэластопласт под действием структурирующих агентов различной природы. Исследование структуры и свойств материалов. Разработка новых покрытий для антикоррозионной защиты от воздействия кислотно-щелочных агрессивных сред.
Поставленная цель определила необходимость решения следующих задач:
В постановке задачи и обсуждении результатов принимал участие к.т.н., доцент Ваниев М.А.
исследовать влияние типа и количества растворителя на реологические характеристики совмещенных систем, кинетику отверждения и свойства вулканизатов;
изучить особенности процесса вулканизации систем олиготиол-диенстирольный термоэластопласт с использованием различных структурирующих агентов;
выявить взаимосвязь между структурой и свойствами материалов;
определить пути рационального использования и области применения материалов на основе систем ПСО-ТЭП посредством комплексной оценки свойств.
Научная новизна Впервые показана возможность химической модификации тиоколов бутадиен-стирольным термоэластопластом под действием вулканизующих агентов различной природы, что позволило разработать материалы на основе композиций ПСО-ТЭП, обладающих улучшенным комплексом прочностных и защитных свойств.
Практическая ценность. Разработаны новые композиции на основе полисульфидного олигомера и диенстирольного термоэластопласта, способные структурироваться без подвода тепла под действием пероксидов и гидропероксидов в сочетании с активаторами аминного типа, а также под действием ускорителей класса дитиокарбаматов.
Составы были использованы для антикоррозионной защиты водоподготовительного оборудования теплоэлектростанций Волжской ТЭЦ-1, ТЭЦ-2 и Новочеркасской ГРЭС, ремонта гуммировочных покрытий оборудования Волгоградской ТЭЦ-3, а также изготовления основного покрытия баков нейтрализаторов Волгоградской ТЭЦ-3 и Московской ГРЭС-3. Защитные покрытия успешно эксплуатируются в течение трех лет, что подтверждено актами внедрения.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на: ежегодных научных конференциях ВолгГТУ в 2002-2006 г., конференции в рамках Международной специализированной выставки Антикор-Гальваносервис (Москва, 2004г.), X региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области (г. Волгоград, 2005 г.), Санкт-Петербургской конференции молодых ученых "Современные проблемы науки о полимерах" (Санкт-Петербург, 2005г.) XI Международной конференции студентов и аспирантов "Синтез, исследование свойств, модификация и переработка высокомолекулярных соединений." (Казань, 2005г.), IX Международной конференции по физикохимии олигомеров "Олигомеры-2005" (Одесса, 2005г.).
Публикации. По теме диссертации опубликованы две статьи в журнале «Практика противокоррозионной защиты", три статьи в журнале "Клеи. Герметики. Технологии.", две статьи в межотраслевом журнале " Химическая техника", статья в сборнике научных трудов ВолгГТУ "Химия и технология элементоорганических мономеров и полимерных материалов", восемь тезисов докладов. Получен патент РФ, имеющий статус действующего.
Благодарности Автор выражает благодарность сотрудникам кафедр «Физической и аналитической химии и физикохимии полимеров», «Химии и технологии переработки эластомеров» Волгоградского государственного технического университета, обеспечивших возможность реализации работы в целом. Автор глубоко признателен коллективу ООО «Константа-2» и, лично ген. директору, к.т.н. Зерщикову К. Ю., за поддержку, понимание и содействие на всех этапах выполнения работы.
Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 170 листах машинописного текста, содержит 39 таблиц, 45 рисунков, состоит из введения, пяти глав, выводов и списка литературы, включающего 172 наименования.
