facebook
twitter
vk
instagram
linkedin
google+
tumblr
akademia
youtube
skype
mendeley
Wiki
Page translation
 

ЭЛАСТИЧНЫЕ КОМПОЗИТЫ НА ОСНОВЕ НЕТКАНЫХ ПОЛОТЕН / ELASTIC COMPOSITES ON THE BASIS OF NON-WOVEN FABRIC

ЭЛАСТИЧНЫЕ КОМПОЗИТЫ НА ОСНОВЕ НЕТКАНЫХ ПОЛОТЕН / ELASTIC COMPOSITES ON THE BASIS OF NON-WOVEN FABRICЭЛАСТИЧНЫЕ КОМПОЗИТЫ НА ОСНОВЕ НЕТКАНЫХ ПОЛОТЕН / ELASTIC COMPOSITES ON THE BASIS OF NON-WOVEN FABRIC
Treschalin Michail, professor, doctor of technical science, full professor

Lomonosov Moscow State University, Russia

Yuri Treschalin, engineer, candidate of technical science

Moscow State Technological University Stankin, Russia

Championship participant: the National Research Analytics Championship - "Russia";

the Open European-Asian Research Analytics Championship;

В статье изложены результаты исследований композиционных материалов на основе нетканых полотен, предназначенных для использования в качестве гидроизоляции строительных конструкций и трубопроводов. Приведены физико-механические характеристики образцов композитов, изготовленных с использованием водостойких клеящих веществ.

Ключевые слова: эластичные композиты, прочность, водостойкость, гидроизоляция, нетканая основа, клеевые соединения.

In article results of research of composite materials on the basis of non-woven sheets intended for use as waterproofing of building structures and pipelines. The physical-mechanical characteristics of composites made using water-resistant adhesives.

Keywords: elastic composites, durability, water resistance, waterproofing, non-woven backing, adhesive bonding.

 

Применительно к композитам, изготавливаемым с использованием связующего на базе полиэфирной смолы POLYLITE 516-М855, было проведено детальное изучение структуры нетканых полотен различных производителей при помощи микроскопа и томографа (рис. 1). Анализ результатов позволяет отдать предпочтение продукции завода «ТЕРМОПОЛ», выпускающего нетканые материалы под товарным знаком «Холлофайбер», по следующим причинам:

- сырье – 100% полиэфирные мононити;

- минимальный диаметр структурных элементов (проведенные расчеты показали, что в процессе полимеризации связующего наибольшие напряжения и деформации имеют волокна большего диаметра);

- большой диапазон изменения поверхностных плотностей и толщин материалов.

Рис. 1. Структура нетканых полотен различных производителей.

Указанные преимущества позволяют использовать нетканые полотна «Холлофайбер» в качестве основы для изготовления широкого спектра изделий, востребованных в промышленности, строительстве, ЖКХ: от пластин и труб до тепло-звукоизоляционных панелей и корпусов маломерных судов

Проведенный анализ взаимодействия единичных химических волокон и нитей с клеящими веществами (герметик, клей ПВА, резиновый клей) показал достаточно высокую адгезионную способность этих компонентов, что дает возможность перейти к изготовлению и исследованию образцов эластичных композитов на нетканой основе.

Учитывая перспективное использование в промышленности, строительстве или жилищно-коммунальном и бытовом хозяйстве для тепло и гидроизоляции фундаментов, магистральных трубопроводов, нефте-газопроводов, антикоррозионных покрытий металлических изделий  и т.п., образцы композиционных материалов пропитывались клеящими веществами двумя способами в зависимости от целевого назначения:

- для создания гидроизоляционного слоя пропитка осуществлялась методом капиллярного подъема: в форму, проложенную полиэтиленовой пленкой или обработанную жидким воском, наливалось клеящее вещество, на которое сверху, без какой либо нагрузки, укладывалась нетканая основа, которая в течение 6 – 8 минут полностью впитывала в себя вещество до начала его полимеризации за счет капиллярного подъема. При этом структура нетканого полотна не претерпевает никаких изменений;

- для полной пропитки основы использовался метод полива: на нетканую основу наносилось  клеящее вещество, в количестве, равном объему порового пространства основы, которое при помощи валика равномерно распределялось по всей поверхности основы, за счет чего достигалась равномерность пропитки всего объема нетканого полотна. После чего пропитанная основа укладывалась в форму, предварительно пропитанную воском и проложенную изнутри полиэтиленовой пленкой, соответствующую профилю создаваемого изделия.

Пропитка герметиком, в отличие от резинового клея и клея ПВА, затрудняется в связи в высокой вязкостью (густотой) герметика. Поэтому процесс пропитки основы производился следующими способами:

- герметик наносился на основу, по возможности равномерно распределялся по поверхности, после чего сверху накладывалась полиэтиленовая пленка, по которой, для улучшения впитывания, несколько раз в продольном и поперечном направлениях  производилась прокатка валиком. После чего образец переворачивался, укладывался обработанной поверхностью на полиэтиленовую пленку, и операция повторялась с противоположной поверхностью основы;

- образец помещался в полиэтиленовый пакет, внутри которого находился герметик. После чего при закрытом пакете герметик равномерно наносился по обеим поверхностям образца, и производилась его пропитка при помощи валика, находящегося с внешней стороны пакета;

- герметик из тюбика выдавливался в стакан. Далее, для понижения степени вязкости (густоты), в стакан наливался растворитель (бензин) в количестве, обеспечивающем необходимую концентрацию герметика. Затем кисточкой жидкий герметик равномерно поочередно наносился на поверхности образца, накрывался полиэтиленовой пленкой и прокатывался валиком.

            Следует отметить, что не зависимо от способа, обеспечивалось требуемое качество пропитки, и влагозащитные свойства образцов не ухудшались.

В качестве основы для изготовление образцов композиционных материалов в виде пластин, размером 200×50 мм, использовались полоски нетканого полотна «Холлофайбер Хард Р 355, 400 г/м2» (рис. 2).

Рис 2. Образцы эластичных композитов, пропитанные: а – клеем ПВА; б – резиновым клеем; в – герметиком.

 

Оценка прочности на растяжение полученных образцов эластичных композитов производилась в соответствии с ГОСТ 25.601-80 «Метод испытания плоских образцов на растяжение при нормальной, повышенной и пониженной температурах» при помощи разрывной машины, марки Instron 4411. Результаты испытаний представлены в табл. 1.

Таблица 1.

Результаты испытаний образцов эластичных композитов на основе нетканого полотна «Холлофайбер Хард Р 355, 400 г/м2»

Пропитка

Масса, г

Длина, мм

Ширина, мм

Толщина, мм

Поверхн плотность, г/м2

Прочность при разрыве, Н

Относитель-ное удлинение при разрыве, %

Изменение прочности за счет добавок, %

НМ без пропитки

3,959

207,3

49, 7

11,7

384,5

85,8

20,09

0

Резиновый клей

19,848

210

49,2

5,1

1922,3

829,3

47,22

866,6

Герметик

45,291

205,3

49,7

6,7

4441,1

624,7

83,8

628,1

Клей ПВА

17,933

200

50

5,2

1793,3

955

41,92

1013,1

 

Как следует из экспериментальных данных, прочность образцов на растяжение значительно возросла по сравнению с характеристиками основы:

- на 628,1 % при пропитке герметиком;

- на 866,5 % при пропитке резиновым клеем;

- на 1013,1 % при пропитке клеем ПВА.

Кроме того, герметик и резиновый клей являются водостойкими, что позволяет эффективно применять разработанные эластичные композиты для защиты от коррозии трубопроводов различного назначения.

Применение эластичных композитов определяется эксплуатационными требованиями. В частности, представляется целесообразным использование в качестве гидроизоляции трубопроводов материалы, в которых связующим является силиконовый герметик. Учитывая необходимость плотного прилегания гидроизоляции по всей внешней поверхности трубы, а также простоты и высокой скорости нанесения влагозащитного покрытия, наиболее эффективным является вариант изготовления композиционного материала на основе нетканого полотна малой поверхностной плотности. Проведенный эксперимент с использованием основы поверхностной плотностью 49.6, 120 и 150 г/м2 показал, что полученный композит может быть в виде листа (рис. 3 а) или свертываться в рулон на подобие медицинского бинта (рис. 3 б). Причем, в зависимости от задаваемой прочности, нетканая основа складывается в два, и более слоев (рис. 3 в). Для защиты от повреждений гидроизоляционного слоя с обеих сторон поверхности композитов наносилась тонкая полиэтиленовая пленка, которая легко отслаивается перед проведением монтажа.

Рис. 3. Образцы гидроизоляционных композитов на нетканой основе: а. – нетканая основа  «Холлофайбер Софт Р 5191», 120  г/м2, толщина 3.6 мм; «Холлофайбер Софт Р 9197», 150  г/м2, толщина.4.87 мм; б. - нетканая основа в один слой, 49.6  г/м2, толщина 0.6 мм; в. - нетканая основа в два слоя, 49.6  г/м2, толщина 2.2 мм

0
Your rating: None Average: 8.6 (5 votes)
Comments: 5

Чрезвычайно интересная, актуальная и полезная работа. Желаю дальнейших успехов к.т.н., доцент Л.П. Крючкова.

Elena Artamonova

Уважаемые Михаил Юрьевич и Юрий Трещалины! У вас, как всегда представлен отличный детальный отчет о проделанной научной работе с указанием области практического применения результатов. Они очень обнадеживают, так как прочность на растяжение композитов при пропитке их клеящим веществом возросла на порядок, что во многих случаях позволит предотвратить нарушение изоляции трубопроводов. А коррозия металлических материалов — это одна из главных причин возникновения перебоев и аварий на трубопроводах. Дальнейших научных успехов!

Babayev Naqibullo Habibullayevich

Уважаемый Михаил Юрьевич! Ваша работа очень актуальная и нужная. Хочу отметить что на сегодняшний день актуальны любые работы направленные на разработку новых видов композитных материалов ибо область применения их велик. В этой связи Ваши исследования решает один из актуальных проблем современности. Думаю что нет смысла обращать внимание коллег на всех преимуществах композитных, а тем более эластических материалов, это так общеизвестно. Могу сказать одно, только пожелать успехов в Ваших работах направленных решению такой важной народнохозяйственной задачи. С уважением д.т.н., проф. Н.Х. Бабаев (специализация технология цемента и композитных материалов).

Andrianov Nikolay

Уважаемы коллеги, работа актуальная и нужная. Перечень возможных направлений применения ее результатов может быть значительно расширен. Имею в виду АПК с агрессивной средой животноводческих помещений, круглосуточной эксплуатацией оборудования за пределами помещений и т.п. Возможно одновременное решение задачи сокращения потерь тепловой энергии с поверхностей теплоэнергетических установок, например зерновых сушилок, теплообменников и т.п. Для этой цели актуально создание аналогичных покрытий с низкой теплопроводностью. Желаю творческих успехов д.т.н., профессор Н.М. Андрианов.

Guram Vashakidze

Очень интересная работа! Исследования в данной области являются очень важными. С точки зрения защити магистральных линий связи телекоммуникационных систем от внешних воздействий (воздействий агрессивной внешней среды), использование эластичных композиционных материалов с целью защиты от коррозии, позволяет снизить себестоимость данных линий связи, а как следствие и стоимость услуг для пользователей. C уважением Г.А. Вашакидзе, И.Л. Щербов.
Comments: 5

Чрезвычайно интересная, актуальная и полезная работа. Желаю дальнейших успехов к.т.н., доцент Л.П. Крючкова.

Elena Artamonova

Уважаемые Михаил Юрьевич и Юрий Трещалины! У вас, как всегда представлен отличный детальный отчет о проделанной научной работе с указанием области практического применения результатов. Они очень обнадеживают, так как прочность на растяжение композитов при пропитке их клеящим веществом возросла на порядок, что во многих случаях позволит предотвратить нарушение изоляции трубопроводов. А коррозия металлических материалов — это одна из главных причин возникновения перебоев и аварий на трубопроводах. Дальнейших научных успехов!

Babayev Naqibullo Habibullayevich

Уважаемый Михаил Юрьевич! Ваша работа очень актуальная и нужная. Хочу отметить что на сегодняшний день актуальны любые работы направленные на разработку новых видов композитных материалов ибо область применения их велик. В этой связи Ваши исследования решает один из актуальных проблем современности. Думаю что нет смысла обращать внимание коллег на всех преимуществах композитных, а тем более эластических материалов, это так общеизвестно. Могу сказать одно, только пожелать успехов в Ваших работах направленных решению такой важной народнохозяйственной задачи. С уважением д.т.н., проф. Н.Х. Бабаев (специализация технология цемента и композитных материалов).

Andrianov Nikolay

Уважаемы коллеги, работа актуальная и нужная. Перечень возможных направлений применения ее результатов может быть значительно расширен. Имею в виду АПК с агрессивной средой животноводческих помещений, круглосуточной эксплуатацией оборудования за пределами помещений и т.п. Возможно одновременное решение задачи сокращения потерь тепловой энергии с поверхностей теплоэнергетических установок, например зерновых сушилок, теплообменников и т.п. Для этой цели актуально создание аналогичных покрытий с низкой теплопроводностью. Желаю творческих успехов д.т.н., профессор Н.М. Андрианов.

Guram Vashakidze

Очень интересная работа! Исследования в данной области являются очень важными. С точки зрения защити магистральных линий связи телекоммуникационных систем от внешних воздействий (воздействий агрессивной внешней среды), использование эластичных композиционных материалов с целью защиты от коррозии, позволяет снизить себестоимость данных линий связи, а как следствие и стоимость услуг для пользователей. C уважением Г.А. Вашакидзе, И.Л. Щербов.
PARTNERS
 
 
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
Would you like to know all the news about GISAP project and be up to date of all news from GISAP? Register for free news right now and you will be receiving them on your e-mail right away as soon as they are published on GISAP portal.