Введение к работе
i%2j1s
Актуальность работы. Проблема повышения качества продукции, выпускаемой заводами синтетического каучука (СК) в условиях жесткой конкуренции со стороны зарубежных производителей, является определяющей для существования и развития отрасли.
Решение данной проблемы носит многоплановый характер, но в первую очередь зависит от объективной информации о качестве продукции. Необходимое условие получения такой информации - наличие совершенных методов и средств измерений (СИ), систематический контроль работы испытательного оборудования (ИО), а также качества проведения анализов и испытаний при определении свойств каучуков. Для этой цели создаются Промышленные Контрольные Материалы (Стандартные Образцы - СО), представляющие собой средства измерения в виде определенного количества вещества или материала, предназначенные для воспроизведения и хранения величин, характеризующих состав или свойства этого вещества (материала).
Проведенный анализ потребностей заводов промышленности СК в СО показал, что наиболее востребованные Промышленные Контрольные Материалы свойств составляют две группы:
для заводов, выпускающих жидкие полимерные материалы, исключительно важным показателем является величина динамической вязкости (ДВ);
для заводов, выпускающих высокомолекулярные каучуки, как объекты дальнейшей переработки, определяющими являются вязкоупругие - пласто-эластические свойства (ПЭС) каучука.
Созданные к настоящему времени СО обеих групп не отвечают требованиям заводов-изготовителей и потребителей по следующим показателям:
верхний предел диапазона значений ДВ ряда выпускаемых в настоящее время промышленностью жидких каучуков выходит за пределы характеристик имеющихся СО ДВ, включенных в национальную поверочную схему Госстандарта РФ;
разработанные ранее СО ПЭС имеют ограничения по верхнему диапазону вязкости по М>ни, и не предназначены для оценки таких важных показателей как пластичность и эластическое восстановление после определения пластичности, а также для проведения испытаний вязкости по Муни при повышенных температурах.
Создание новых видов СО позволило бы во многом обеспечить получение объективной информации о качестве выпускаемой продукции.
Разработка СО представляет собой технологическую задачу и является составной частью общей проблемы создания полимерных композиционных материалов с заданными свойствами.
Сформулированная проблема отвечает «Приоритетным направлениям развития науки и техники» (раздел «Химические науки. Изучение фундаментальных основ процессов полимеризации, структуры и физико-химических свойств полимерных молекул»), «Перечню mjwih4ULIUJX»иЩФі4ги^ федераль-
ного уровня» (раздел «Новые материалы Полимеры»).
Работа выполнена в соответствии с Межгосударственной программой по созданию и применению СО состава и свойств веществ и материалов на 2002 -2005 гг.
Целью работы явилось создание Промышленных Контрольных Материалов свойств нового поколения на основе жидких и высокомолекулярных каучуков, позволяющих расширить диапазон поверяемых свойств СК и область их контролируемых характеристик.
Достижение поставленной цели потребовало решения следующих задач: создания нового принципа классификации СО и анализа потребностей предприятий СК в новых Промышленных Контрольных Материалах; получения экспериментальных данных о закономерностях влияния различных факторов на свойства СО ДВ и СО ПЭС; разработки составов и технологии изготовления СО, а также концептуально-методологической схемы их получения, аттестации и применения.
Научная новизна. Впервые дана полная классификация СО, применяемых в промышленности СК, по химическим, физическим, технологическим признакам, целевому назначению и принципам аттестации, что явилось на\ч-ной основой для сопоставительного анализа наиболее важных характеристик для оценки качества каучуков и позволило определить показатели свойств материалов, по которым должны быть разработаны новые Промышленные Контрольные Материалы.
Предложен принцип создания составов СО ДВ на основе жидких каучуков, согласно которому СО ДВ представляют композиционные материалы, содержащие в качестве компонентов СО жидкости с собственными вязкостями, находящимися на краях общего диапазона аттестованных значений СО - низкомолекулярный полиизобутилен марки П-5, полученный методом термомеханической деструкции, и индустриальное масло И-40А, взятые в различных соотношениях.
На основании анализа влияния факторов, характеризующих условия определения вязкости на вискозиметрах Муни (температура, скорость вращения ротора, положение ротора в камере прибора, продолжительность прогрева образцов, состояние поверхности ротора и полуформ вискозиметров), установлено, что для создания СО ПЭС целесообразно использовать два типа каучуков, дополняющих друг друга при выявлении неполадок в работе вискозимегров Муни - изопреновый и бутилкаучук.
Предложена концептуально-методологическая схема, устанавливающая принципы получения, аттестации и применения различных типов СО ПЭС, реализация которых позволяет получать СО, отвечающие требованиям, предъявляемым к ним как к государственным.
Практическая ценность исследования. На основании проведенных ис -следований созданы и аттестованы в качестве Государственных Стандартных образцов (ГСО):
ГСО ДВ на основе полиизобутилена марки П-5 и индустриального масла И-40А с аттестованной характеристикой (154,6+0,5) 103 мПа с при температуре 50 С;
ГСО ПЭС на основе изопренового каучука СКИ-3 с аттестованными характеристиками: вязкость - 73,0±2,5 ед. Муни, пластичность - 0,37±0,03, эластическое восстановление после определения пластичности - 1,5+0,3 мм;
ГСО ПЭС на основе бутилкаучука БК-1675 с аттестованными характеристиками вязкость при 125 С - 50,8+1,5 ед. Муни, вязкость при 100 С -77,8+2,2 ед. Муни.
Вышеуказанные ГСО внедрены на ОАО «Нижнекамскнефтехим», ОАО «Ефремовский завод СК», ЗАО «Каучук» (г. Стерлитамак).
Организован регулярный выпуск данных ГСО, что позволило удовлетворить потребность в Промышленных Контрольных материалах свыше 40 заводов-производителей и потребителей СК.
Апробация работы и публикации. Результаты работы докладывались на Отраслевых конференциях по метрологии и автоматизации в нефтехимической и пищевой промышленности, г. Воронеж, 2002, 2003 гг.; на заседании секции «Полимерные материалы», ВХО им. Д. И. Менделеева, 2004 г., на совещаниях руководителей технических служб заводов: ОАО «Нижнекамскнефтехим», ОАО «Воронежсинтезкаучук», ЗАО «Каучук» (г. Стерлитамак), ООО «Тольяттикаучук» (2001-2003 гг.). По материалам конференций оп>бликованы тезисы 4-х докладов.
Материалы диссертации отражены в 5 статьях.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех разделов, выводов, списка литературы и приложений и содержит 145 страниц машинописного текста, 25 рисунков, 14 таблиц и 111 ссылок на литературу.
