CC BY
10
Ha^0Ha.ibHHH .icoTexHiHHHH yHÎBepcHTeT YKpaÏHH
Conceptual approaches of improvement of technical supply level of farms are proved. Peculiarities and possibilities of standard methods application for determining of the optimum amount of machinery in farms are estimated critically.
Keywords: agriculture, farms, machinery, standard, effectiveness.
yffK 666.972 Acnip. n.E. fleMuduyK -ïïbeiecbKaKA;
npo$. M.M. Tuenrnd, d-p mexH. HayK - Hy "HbeiecbKa noMmexHim "
ŒOPMYBAHHfl CKtfA^Y BHCOKOTEMnEPATYPHHX 3AXHCHHX nOKPHTTIB BYAIBE^bHHX KOHCTPYK^HHHX MATEPIA^IB
^oc^ig^eHO 3aKOHOMipHOCTi процесiв B3aeMogiï cum^HopraHmHHx cno^yK Ha oc-hobî HanoBHeHHX nomMeTH^eHmcHïïoKcamB 3 oKcugaMH-HanoBHroBa^aMH Ta mo^ïïh-Bocri po3po6^eHHa ei^eKTHBHux MeTogiB ïx 3aMiHH 3 BpaxyBaHHaM рецептур BuxigHHx KoMno3H^H g^a TeMnepaTypo- i BorHeTpHBKHx 3axucHHx noKpHTTÎB ôygiBe^bHHx KoHcTpyK^HHux MaTepiamB.
Knwuoei cnoea: BHcoKoTeMnepaTypHe 3axucHe noKpHTTa, BuxigHa KoMno3H^a, Me-xaHmHe gucnepryBaHHa, nporao3oBaHHH piBeHb aKocTi.
^ocnigxeHHa npo6neMH cTBopeHHa 3axucHHx noKpHTTiB cne^anbHoro ^yH^ioHanbHoro npu3HaneHHa 3 bhcokhmh MexamHHoro i Kopo3iËHoro M^Hic-Tro, ygapHoro B'a3KicTro, aTMoc^epo-, TepMo- i xapocrinKicTro Ta noegHaHHa цнx BnacTHBocTen i3 BnacTHBocTaMH cuniKariB, aKi xapaKTepH3yeTbca 3HaHHoro Bor-HeTpHBKicTro i crinKicTro go okhchoto pyËHyBaHHa, noTpeôye noganbmoï po6oTH Hag po3po6neHHaM cKnagiB noKpuTriB, crinKHx go giï bhcokhx TeMnepaTyp i ko-po3inHoaKTHBHHx cepegoBH^, 3gaTHHx 3axu^aTH 6ygiBenbHi KoHcTpyK^HHi Ma-Tepiarn Ta 36epiraTH ïx ^yH^ioHanbHi BnacTHBocTi.
HanpaMH po3BHTKy MaTepiano3HaBcTBa Ha cynacHoMy eTani BH3Hanem 3HaHHHMH gocarHeHHaMH b rany3i cTBopeHHa пpннцнпoвo hobhx THniB noKpuT-TiB gna 6ygiBenbHHx KoHcTpy^iHHHx MaTepianiB, aKi eKcnnyaTyroTbca b yMoBax KoMnneKcHoï giï arpecuBHHx aTMoc^epHHx ^aKTopiB, bhcokhx TeMnepaTyp, Bor-Hro To^o. Cepeg hhx 3HaHHe Mi^e nocigaroTb HoBi nepcneKTHBHi KoMno3H^HHi noKpHTTa Ha ocHoBi cHm^nopramHHHx 3B'a3oK Ta MmepanbHux HanoBHroBaniB, 3oKpeMa, cHm^neneMeHToopramHHHx cnonyK (y t.h. nomcunoKcamB) [1].
Buxigm KoMnoHeHTH TaKHx 3axucHHx noKpuTriB noBHHHi MaTH BHcoKy agre3inHy 3gaTHicTb go MaTepiany nigraagKH, 6yTH TexHonorinHHMH b пpoцeci ogepxaHHa i HaHeceHHa Ha BHpo6u, 3a6e3nenyBaTH i3onroBanbHy 3gaTHicTb b mu-poKoMy iHTepBani TeMnepaTyp. nig nac cTBopeHHa noKpuTriB KoMnneKcHoro 3a-xucry TaKox Heo6xigHo BpaxoByBaTH pea^inHy 3gaTHicTb ^yH^ioHanbHHx rpyn BHxigHHx KoMnoHeHTiB, MoxnHBicTb ïx B3aeMogiï 3 yTBopeHHaM hobhx cTa-6inbHHx aTMoc^epo-, TepMo- i xapocrinKHx ^a3.
BaxnHBHMH ^aKTopaMH, aKi BnnHBaroTb Ha noBegiHKy 6ygiBenbHHx KoHcrpyK^HHHx MaTepianiB nig nac HarpiBaHHa, e ^a3oBHH cKnag, TepMinm xa-paKTepucTHKH noKpHTTa, cTpyKTypHi nepeTBopeHHa Ta 3MiHH ^a3oBoro cKnagy b npo^ci eKcnnyaTa^ï. y ^opMyBaHHi ïx nporHo3oBaHoro piBHa aKocTi, 3oKpeMa, ^yHK^oHanbHocri Ta goBroBinHocri noKpuTriB, BaxnHBe мicцe 3anMaroTb Bug
140
36ipHHK HayKOBO-TexHÏMHHX npa^
Науковий вкник 11.1ТУ Укра'1'ни. - 2012. - Вип. 22.4
плшкоутворювача вихщно1 композицп, вид наповнювача та структура покриття, оскiльки його можна синтезувати з використанням силщшоргашчних i силiцiйелементоорганiчнiх лаюв, тугоплавких оксидiв i силжапв, якi в про-цеш нагрiвання утворюють термо- i жаростшю керамiчнi фази [2, 3].
Метою дослщження е вивчення закономiрностей процешв взаемодп си-лiцiйорганiчних сполук на основi наповнених полiметилфенiлсилоксанiв (ПМФС) з оксидами-наповнювачами та можливостi розроблення ефективних методiв 1х замiни з врахуванням рецептур вихщних композицiй для температу-ро- i вогнетривких захисних покритлв будiвельних конструкцiйних матерiалiв.
Об'ектом дослщження обрано розроблене захисне покриття на основi полiметилфенiлсилоксану (лак К0-08) яке, враховуючи структуру та фазовий склад використаних компоненпв (табл. 1), запропоновано для захисту мета-левих конструкцш та бетону у процесi експлуатацп та ди атмосферних i тем-пературних чинникiв зовнiшнього навколишнього середовища.
Табл. Склад вихчдно)' композици для захисного покриття
Вм1ст компонента, мас. %
К0-08
А120З
7Г02
каолшове волокно
шамотний б1й
30
30
22
12,5
3,5
2,0
Проведений рентгенофазовий аналiз (використаний рентгешвський дифрактометр ДРОН-3 за СиКа випромiнювaння з рентгешвською трубкою БСВ-1) зaполiмеризовaних полiметилфенiлсилоксaнiв показав, що на дифрак-тогрaмi вихiдного мaтерiaлу (рис. а, крива 1) будь-яю рефлекси вiдсутнi, ос-кiльки структура полiмеру е рентгеноаморфною i нaгрiвaння взiрця до 874 К (кривi 2-4) iстотних змш не вiдбувaеться.
Рис. Результаты ренгенофазового анатзу (а) та 1Ч- достдження (б):
а) ПМФС в процеа нагрiвання в ттерв^ 273 (1)...1373 (6) К; б) композицп КО-08-А1203-Ъг02 в процеЫ механохiмiчного оброблення
3. Технология та устаткування лковиробничого комплексу
141
Характер кривих 5-6 (1074... 1373 К) свщчить про штенсивну термо-окисну деструкщю полiмеру з вiдривом метильних радик^в (наявнiстю на дифрактограмi рефлексiв а-кварцу (ё/п =0,425; 0,334; нм), а-тридимиу (ё/п = 0,403; 0,385 нм), а-кристобалпу (ё/п = 0,404; 0,313 нм)), що свiдчить про сильну розпорядкованiсть структури, високу дисперснiсть i слабку закриста-лiзованiсть отриманого в процеш термоокисно! деструкци 8102.
Можна зробити висновок, що за термоокисно! деструкцп полiметил-фенiлсилоксану, зокрема в штерват температур 573. 1073 К, вщбуваеться поступове руйнування i вигорання його оргашчного обрамлення з утворен-ням 8102 в аморфному станi. Осюльки дослiджуваний полiмер використову-ють як зв'язку для виготовлення органосилiкатних композицш, то роль зв'яз-ного за температури вищо! за його термiчну стiйкiсть переходить до силь цшкисневого каркасу i дослiджувана композицiйна система стае силшатним матерiалом.
Як вщомо [3], сумiщення наповнювачiв iз силщшоргашчними зв'язка-ми найбiльш повно вщбуваеться пiд час механо-хiмiчного диспергування. На сьогодш досить детально вивченi процеси диспергацп оксидiв i силiкатiв в середовищi силiцiйорганiчних лакiв пiд час помелу в кульових млинах. У на-шому випадку iнтерес викликае вплив механо-хiмiчного оброблення композицш на основi силiцiйорганiчних лакiв, наповнених оксидом алюмшш та цирконiю (IV) оксидом. Враховуючи особливу жорсткiсть i твердiсть, значно бiльшу величину зерен, що тдтверджено результатами ситового аналiзу, кристали вихiдного шамотного бою до складу композицп вводили тсля по-переднього сухого подрiбнення протягом 50 годин.
Дослщження впливу термшу диспергування на структурш змiни композицш проводили методом 1Ч-спектроскопп (рис. б). Для отримання седи-ментацшностшко! суспензп з зернами вщповщно! величини проводили попе-реднiй помел шамотного бою в кульових млинах протягом 50 годин за сухим способом, з подальшим завантаженням глинозему та полiметилфенiлсилокса-ну зпдно зi складом та механо-хiмiчним оброблення протягом 50. 150 год.
1Ч-спектр полiметилфенiлсилоксану (крива 1, рис. б) характеризуеться широкою розмитою смугою поглинання в iнтервалi 1150. 1000 см-1, що на-лежить до валентних коливань 81-0-81 зв'язкiв i смуг 1592, 1488, 1432, 1260, 844, 804, 700, 570, 500 см-1, як належать до зв'язюв 81-СН3, 81-СбН5 та дефор-мацшних коливань 81-0-81 зв'язкiв.
У спек^ сумiшi оксидiв-наповнювачiв (рис. б, крива 2) е смуги ха-рактерш як для глинозему, так i для шамотного бою та Zr02, а саме 832, 656, 630, 572, 456 см-1, яю належать до А120з та 796, 740, 600, 480 см-1, яю належать до ZrO2 i 81-0 груп. У спектрi композицп на основi полiметилфенiлси-локсану та оксидiв - наповнювачiв спостерiгаються смуги як полiметилфе-нiлсилоксану, так i оксидiв-наповнювачiв (рис. б, крива 3).
Пюля 50-годинного диспергування композицп (рис. б, крива 4), штег-ральна штенсившсть смуги, яка характерна для 81-0-81 зв'язку зростае, хоча ширина 11 звужуеться. З шших смуг полiмеру iстотно виявляються 1592, 1488, 1432, 1260, 844, 804, 700, 570, 500 см-1. Однак штенсившсть смуг поглинання за 1592 i 804 см-1 ютотно не змшюеться.
Науковий вкник НЛТУ Украши. - 2G12. - Вип. 22.4
1Ч-спектри поглинання композицп на основi полiметилфенiлсилоксa-ну (рис. б, крива 4) наповненого оксидом алюмшш та Zr02 i шамотним боем в процесi мехaно-хiмiчного оброблення знижуеться. В дiaпaзонi поглинання нaповнювaчiв 950...400 см-1 проявляються вище вкaзaнi смуги А12О3 та Zr02, до того ж частоти поглинання дещо змiненi. Так, наприклад, смуга поглинання за 572 см-1, яка характерна для А12О3 змшюе свою частоту на 592 см-1. 1н-тенсивнiсть розчеплення при 452 см-1 зростае, а штенсившсть смуги 420 см-1 - зменшуеться. Також змiнюeться конфiгyрaцiя i частота поглинання роз-щеплень за 524 та 480 см-1, яю характерш для Zr02.
Пiд час диспергування протягом 100 годин (рис. б, крива 5) не спосте-р^аеться появи нових смуг, лише можна вщзначити зaкономiрнiсть збшь-шення iнтегрaльноï iнтенсивностi смуги поглинання, хaрaктерноï для вален-тних коливань Si-O—Si зв'язюв, а також змiнy конфiгyрaцiï та смуг поглинання, характерних для оксидiв нaповнювaчiв.
Пiсля 150-годинного помелу (рис. б, крива б) спостер^аеться для смуг поглинання валентних коливань Si—O—Si зв'язюв подальше збшьшення ïх ш-тегрaльноï iнтенсивностi. Одночасно збшьшуеться iнтенсивнiсть смуг поглинання 1592, 1264 та 804 см-1, яю характерш для зв'язюв Si—CH3, Si—CeH та де-формaцiйних коливань Si—O—Si зв'язюв. Щодо оксидiв нaповнювaчiв, то смуга поглинання 480 см-1 для ZrO2 стае 488 см-1. Аналопчно вщбуваегься iз роз-щепленнями 656 см-1. Його iнтенсивнiсть падае, натомють зростае пiк при 630 см-1. Розщеплення 604 та 572 см-1 перетворюються в смугу поглинання за 586 см-1. Також ждабна картина з розщепленнями 832, 750 та 740 см-1, яю пе-реходять в смуги поглинання 820, 740 i 730 см-1 вщповщно.
Описаш вище зaкономiрностi вказують на те, що в процесi механо-хь мiчного оброблення вiдбyвaються процеси подрiбнення та збiльшення дефек-тностi кристaлiчноï структури оксидiв-нaповнювaчiв, а також руйнування ланцюга силiцiйоргaнiчноï зв'язки.
1Ч-спектр вщмто композицiï пiсля 150-годинного помелу (рис. б, крива 7) в гарячому толyолi характеризуеться, крiм нaявностi смуг поглинання оксидiв-нaповнювaчiв в iнтервaлi 950... 400 см-1, ще й присутнютю смуг поглинання 1150... 1000 см-1, що вщноситься до валентних коливань Si—O—Si зв'язюв i смуг 1592, 1264, 844 та 804 см-1, яю вщносяться до зв'язюв Si—CH3, Si—C6H5 та деформaцiйних коливань Si—O—Si зв'язюв. Це е свщченням хiмiч-ного прививання силiцiйоргaнiчноï зв'язки до оксидiв-нaповнювaчiв.
Згiдно з aнaлiзом попередшх резyльтaтiв дослiдження проводити подальше диспергування сум^ недоцiльно. Порiвнюючи спектри поглинання пiсля 150 i 175-годинного диспергування, можна сказати про завершення прищеплення фрaгментiв полiмерy на поверхш подрiбнених зерен глинозему i циркошю (IV) оксиду, оскiльки iстотноï рiзницi мiж ними немае.
Висновки. Вибрано компонентний склад вихщних композицiй для за-хисних покриттiв на основi наповненого полiметилфенiлсилоксaнy вщповщ-но до наведених y табл. (мас %) даних.
Встановлено, що тд час на^вання полiметилфенiлсилоксaнy до 1373 К утворюеться високодисперсний реaкцiйноздaтний силiцiйкисневий
3. Технолопя та устаткування лiсовиробничого комплексу
143
залишок, який е каркасоутворювальним компонентом. Дослiджено можли-в1сть отримання вихiдних композицiй для захисних покритта методом сум1с-ного диспергування компонента у кульових млинах.
Л1тература
1. Передрiй О.1. Стан та перспективи застосування температуро- i вогнеcтiйких захисних покриттiв на оснста наповнених cилiцiйелементоорганiчних сполук / О.1. Передрiй // Вю-ник Хмельницького нацюнального yнiверcитетy : наук. журнал. - Сер.: Техшчш науки. -Хмельницький : Вид-во ХНУ. - 2010. - № 1 (144). - С. 248-251.
2. Гивлюд М.М. Температуростшю силжатш захисш покриття для металiв та cплавiв на оcновi наповненого полiметилфенiлcилокcанy / М.М. Гивлюд, О.1. Башинський, С.Я. Вовк // Вюник Львiвcького державного ушверситету БЖД : зб. наук. праць. - Львiв : Вид-во Львiвcь-кого ДУ БЖД. - 2011. - № 18. - С. 40-45.
3. Гивлюд М.М. Високотемпературш захисш покриття на осжж наповнених полюрга-носилоксашв / М.М. Гивлюд, 1.В. Смченко // Науковий вюник НЛТУ Украши : зб. наук.-техн. праць. - Львiв : РВВ НЛТУ Украши. - 2007. - Вип. 17.6. - С. 95-99.
Демидчук Л.Б., Гивлюд М.М. Формирование состава высокотемпературных защитных покрытий строительных конструкционных материалов
Исследованы закономерности процессов взаимодействия силицийорганических соединений на основе наполненных полиметилфенилсилоксанов с оксидами-наполнителями и возможности разработки эффективных методов их замены с учетом рецептур исходных композиций для температуро- и огнестойких защитных покрытий строительных конструкционных материалов.
Ключевые слова: высокотемпературное защитное покрытие, исходная композиция, механическое диспергирование, прогнозируемый уровень качества.
Demydchyk L.B., Gyvlud M.M. Forming of composition of the high temperature sheeting of build construction materials
Investigational conformities to law of processes of co-operation of silicio-organic connections on the basis of gap-filling polymethilfenilsylorsan with oxides-fillers and possibilities of development of effective methods of their replacement are taking into account compounding of initial compositions for temperature- and fireproof sheeting of build construction materials.
Keywords: high temperature sheeting, initial composition, mechanical dispergating, forecast level of quality.
УДК 674.04 Доц. Б.Я. Кшивецький, канд. техн. наук;
ст. викл. Л.В. Салапак - НЛТУ Украши, м. Львiв
ВПЛИВ ТЕМПЕРАТУРИ НА МЕХАН1ЗМ ФОРМУВАННЯ ТА РУЙНУВАННЯ ТЕРМОПЛАСТИЧНИХ КЛЕЙОВИХ З'ЕДНАНЬ ДЕРЕВИНИ
Розглянуто мехашзм формування та руйнування термопластичних полiвiнiла-цетатних клейових з'еднань деревини залежно вщ змши температури. Висунуто те-оретичш припущення щодо впливу плюсових i мшусових температур на змшу мщ-ност та довгсгачшсть термопластичних клейових з'еднань деревини.
У термопластичних клейових з'еднаннях деревини мехашзм формування клейового шва та процеси його руйнування за ди вологост1 i температури, будуть в1др1знятися в1д термореактивних клейових з'еднань. Термоп-ластичш пол1вшшацетатш (ПВА) кле! можуть формувати лшшну або рщко-
