Введение к работе
Актуальность темы. Создание полимерных композиционных материалов с высокими вибропоглощающими свойствами, сочетающих высокую демпфирующую способность с хорошими физико-механическими и санитарно-гигиеническими свойствами, обеспечивающих снижение расхода энергии, ресурсов и трудоемкости при их изготовлении, является актуальной задачей материаловедения.
Развитие техники, связанное с увеличением скоростей и мощностей машин и механизмов, привело к значительному возрастанию вредных шумов и вибраций, понижающих надежность работы механизмов, ухудшающих условия труда. Одним из основных способов эффективного снижения вредных шумов и вибраций является применение в конструкциях, подверженных воздействию динамических нагрузок, материалов с высокими вибропоглощающими свойствами. В связи с этим разработка материалов с высокими вибропоглощающими свойствами становится чрезвычайно актуальной и требует незамедлительного решения. Эффективными материалами для борьбы с шумами и вибрациями оказались полимерные и древесные композиционные материалы.
Несмотря на широкое применение этих вибропоглоцающих материалов, некоторые проблемы их структурообраэования и высокого демпфирования остаются малоизученными. Современная технология изготовления древесных^ композиционных' материалов требует применения дорогостоящих н токсичных синтетических смол, не позволяет получать экологически чистые материалы с высокими физико-механически-мя и вибропоглощающими свойствами.
Перспективным направлением совервенствования технологии производства вибропоглошаюших древесных композиционных материалов представляется применение биотехнологического процесса для пред-
варительной обработки древесного и другого растительного сырья целью выделения в нем природного клеящего вещества, это позволн получать экологически чистые древесные композиционные материал на природных клеящих веществах с высокими физико-механическими вибропоглощающими свойствами.
Цель работы заключается в создании высокодемпфируш щих композиционных материалов и разработке технологии их изготов дения. В таком аспекте задачи исследования формулируются следую цим образом.
-
С позиций современных представлений механики и физики яв ленки обосновать теоретические предпосылки и пути создания высо кодемпфирущих композиционных материалов.
-
Установить основные закономерности вибропоглощения в по лкмернык композиционных материалах и разработать предложения п повышению вибропоглощапцих свойств композитов.
-
Провести изыскания аффективных полимерных вяжущих и на полнителей для вибропоглощавщях материалов и разработать способ повышения виОропоглощащих свойств полимерных вяжущих.
-
Выявить зависимость виСропоглощаицих свойств композита о структурообразующих факторов и оптимизировать составы полимерны композиционных материалов по показателям вибропоглощения.
-
Установить влияние частоты колебаний, температуры и амп литуды деформаций на вибропоглощащие свойства композитов.
-
Обосновать теоретические предпосылки получения вибропог лощащих древесных композиционных материалов на природных клеящк веществах, используя последние достижения химии и микробиологии.
-
Выявить и оптимизировать технологические' параметры био технологического процесса выделения природного клеящего веществ: в древесном и другом растительном сырье и изготовления древесны
*
эмпозщионных материалов на природных клеящих веществах.
-
Разработать древесные композиционные материалы из биоло-мески активированного растительного сырья и оптимизировать их юйства.
-
Осуществить внедрение вибропоглощаюиих композиционных ма-риалов в конструкциях, подверженных воздействии вибрации.
Научная новизна. Разработаны высокодемпфирувщие шимерные и экологически чистые древесные композиционные матернім. Выявлены механизмы высокого демпфирования в композитах. Тео-ІТИЧЄСКИ и экспериментально установлена зависимость виброяогло-икдих свойств композиционных материалов от структурообразущих кторов. Подобраны аффективные вяяуцие, наполнители и зажшгате-I для вибропоглощдазя материалов.. Разработаны способы погивения йропоглодаодих свойств композиционных материалов. Впервые с '.пользованием биотехнологии разработана технология производства
ЮДОГИЧ9СКИ ЧИСТЫХ ВИброПОГЛОЯрЩЮС И ОТДеЛОЧПЫХ ДР9ЕЭСВМ2 ком-
ізициашшх материалов без применения синтетических вякуипяс. Тео-ігячески и экспериментально обоснована возможность выделения йгродного клеящего верства в древеснш и другом растительном !рье лнгштнразрушшощкии грибами. Разработан технологический провес выделения природного клеящего вещества из древесного и дру-іго растительного сырья и оптимизированы его основные технологя-ские параметры. Еыявлены оптимальные условия изготовления дре-сных композиционных материалов из биологически активирезакяого ірья. Подобраны эффективные упрочвяхедае добавки для древесных «позиционных материалов на природных клеящих верствах. Уставлены основные физико-мэханическиэ и вибропоглоЕушзге свойства лимерных и древесных композиционных материалов.
Практическая ценность работы. Раэра-
ботанвыэ вибропоглащаищке композиционные материалы эффективны для устройства вибропогдощаюших покрытии, фундаментов под оборудование, подов с интенсивным режимом работы транспорта и другого оборудования, вибропогловаюших зашивок легких ограждений помещений. Применение биотехнологического процесса для выделения природного клеящего вещества из древесного и другого растительного сырья в производстве древесных композиционных материалов позволяет снизить расход энергии и давление прессования, избежать использования дефицитных, дорогостоящих и токсичных синтетических смол.
Реализация работы. Разработанные вибропогло-шаюшие материалы прошли опытно-промышленную проверку на предприятиях Республики Мордовия (Чамэинский комбинат комплектов строительных конструкции, Комсомольский трест коммунального хозяйства, Кадошкинский электротехнический завод). Применение вибропоглощаю-щих материалов на этих предприятиях позволило снизить уровень шума на производстве на 4-25 дБ, что привело к улучшению условий труда. Экономический эффект от применения вибропоглощающих материалов б фундаментах под оборудование составил 53,22 рус с їм3, а в полах 7,82 руб с 1 м2 (в ценах до апреля 1990 г.).
Технология производства древесных плит на природных клеящих веществах с применением биотехнологии прошла опытно-промышленную проверку во ВНИИдрев на промышленной линии по производству дигно-углеводных древесных пластиков. По заказу Министерства путей сообщения России ВНИИдрев разработал проект опытно-промышленной технологической линии по производству древесных плит на природных клеящих веществах с применением биотехнологии мощностью 3,5 тыс. м3 в год. Применение биотехнологии для предварительной обработки древесного сырья впервые позволило получать древесные плиты на природных клеящих веществах по технологическому режиму производства
дровесностругачшх плит на синтетических рякущих. Стошосїь древесных плит тга гр'^слг-л-г :"з.":сс век.эствах на 14-23 X нк*.э, чен др5вгснострут».зчізгх ллнт :іа сїппєтїґ-;оскі:х епзг/хпх.-
Апробация. Осшвкыэ результати исследоваякй доіилда-bes:cs и обсуядапісь на международной іижф-зрєнция по строительным компсэгщкоялш материале." з Ташкенте, на 12 республиканских и региональных конференциях, семинарах и сов-тазниях.
П у б л и к з ц и и. По результатам исследований олублик: :зко 50 печатных работ, получено 11 авторских свидетельств на ивобретэ-нкя, 2 патента ?Э и 4 полт^егьпэ р?г?пі;я на гкдзчу патента РЭ,
Объем работы. Диссертационная работа состоит из зведення, пяти глаз, основных выводов, списка использованной .литературы и 1 приложения. Диссертация содержит 249 страниц машинописного текста, 31 таблицу, 117 рисунков. Библиографический список включает 296 отечественных и зарубежных источников. В приложениях приведены акты промышленного Енедрения, методы статистической обработки.
