Сравнительные реологические характеристики модифицированных синтетических олигомеров, применяемых в производстве костроплит Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

СРАВНИТЕЛЬНЫЕ РЕОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МОДИФИЦИРОВАННЫХ СИНТЕТИЧЕСКИХ ОЛИГОМЕРОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В

ПРОИЗВОДСТВЕ КОСТРОПЛИТ

Угрюмов С.А. (ГОУВПО КГТТУ, г. Кострома, РФ), Цветков В.Е. (ГОУВПО МГУЛ, г. Москва, РФ)

The comparative results of definition of modules of elasticity of the modified glue are submitted on the basis of synthetic pitches, basic wood breeds and fires offlax.

Процесс осмоления костры льна синтетическими связующими при производстве костроплит довольно сложен, поскольку необходимо равномерно распределить относительно небольшое количество клея по поверхности всех частиц, обладающих повышенной удельной наружной поверхностью по сравнению с древесными. Кроме этого костра хуже смачивается жидкостями, что обусловлено наличием в ее составе водоотталкивающих воскообразных веществ и, следовательно, малым значением поверхностного натяжения. Для улучшения качества осмоления костры, применяемые клеевые составы на основе синтетических оли-гомеров необходимо модифицировать поверхностно -активными веществами с целью снижения их поверхностного натяжения. Экспериментально установлено, что введение в клеевой состав поливинилацетатной дисперсии и спиртов (бута-нового, изопропилового, гексилового и др.) способствует улучшению смачивающей способности и существенному повышению физико-механических характеристик готовых костроплит.

Для достижения высокого качества склеивания необходимо, чтобы реологические свойства субстрата превышали соответствующие реологические свойства отвержденного адгезива.

Оценка реологических свойств модифицированных клеевых композиций на основе карбамидоформальдегидного олигомера КФН-66 и фенолформальдегид-ного олигомера СФЖ-3014 производилась после их полного отверждения с применением консистометра Хепплера [1]. Исследования проводились при температуре 20°С на образцах в виде цилиндров высотой и диаметром 10 мм, которые изготавливались путем заливки в специальные формы клеевых составов.

При испытаниях отвержденных образцов модифицированных клеевых композиций, древесных пород и костры льна под воздействием постоянной нагрузки определялись величины деформаций во времени. Полученные сводные результаты представлены в табл. 1.

Таблица 1 - Результаты определения деформаций

Образец Упругая деформация, 8упр, мм Эластическая деформация, 8э, мм Остаточная деформация, 8ост, мм Общая деформация, 8общ, мм Время приложения нагрузки, т, с

КФН-66 0,05 0,01 0,055 0,115 150

КФН-66 + 0,06 0,01 0,055 0,125 150

1% бутанола

КФН-66 + 2% бутанола 0,07 0,01 0,04 0,12 150

КФН-66 + 3% бутанола 0,07 0,01 0,04 0,12 150

КФН-66 + 10% ПВА 0,08 0,01 0,10 0,19 180

КФН-66 + 20% ПВА 0,105 0,015 0,135 0,255 190

КФН-66 + 30% ПВА 0,105 0,015 0,135 0,255 190

СФЖ-3014 0,08 0,01 0,085 0,175 170

СФЖ-3014 + 1% бутанола 0,085 0,01 0,085 0,18 170

СФЖ-3014 + 2% бутанола 0,09 0,01 0,085 0,185 170

СФЖ-3014 + 3% бутанола 0,09 0,01 0,085 0,185 170

СФЖ-3014 + 10% ПВА 0,10 0,015 0,095 0,21 190

СФЖ-3014 + 20% ПВА 0,11 0,015 0,14 0,265 190

СФЖ-3014 + 30% ПВА 0,115 0,015 0,145 0,275 190

Береза 0,080 0,015 0,07 0,165 150

Сосна 0,085 0,02 0,1 0,205 150

Костра льна 0,095 0,02 0,105 0,22 150

Рассчитанные реологические характеристики исследуемых образцов по соответствующим методикам [1,2] представлены в табл. 2.

Таблица 2 - Реологические свойства отвержденных клеев и наполнителей композиционных материалов

Образец Модуль упругости, Е1, МПа Модуль относительной медленной эластической деформации, Е2, МПа Модуль эластичности, Еэ, МПа Степень эластичности, а, % Динамическая вязкость, П1105, Пас

КФН-66 1200 6000 1000 16,7 1,64

КФН-66 + 1% бутанола 1000 6000 857,1 14,2 1,64

КФН-66 + 2% бутанола 857,1 6000 750,0 12,5 1,8

КФН-66 + 3% бутанола 857,1 6000 750,0 12,5 1,8

КФН-66 + 10% ПВА 750,0 6000 666,7 11,1 1,08

КФН-66 + 20% ПВА 571,4 4000 500,0 12,5 0,84

КФН-66 + 30% ПВА 571,4 4000 500,0 12,5 0,84

СФЖ-3014 750 6000 666,7 11,1 1,2

СФЖ-3014 + 1% бутанола 705,9 6000 631,6 10,5 1,2

СФЖ-3014 + 2% бутанола 666,7 6000 600,0 10,0 1,2

СФЖ-3014 + 3% бутанола 666,7 6000 600,0 10,0 1,2

СФЖ-3014 + 10% ПВА 600,0 4000 521,7 13,0 1,2

СФЖ-3014 + 20% ПВА 545,5 4000 480,0 12,0 0,81

СФЖ-3014 + 30% ПВА 521,7 4000 461,6 11,5 0,78

Береза 750,0 4000 631,6 15,8 1,28

Сосна 705,9 3000 571,4 19,0 0,90

Костра льна 631,6 3000 521,7 17,4 0,86

Анализ полученных результатов показал, что модули упругости и эластичности костры льна меньше, чем модули упругости и эластичности древесных пород и отвержденных немодифицированных олигомеров, при этом основные реологические характеристики фенолформальдегидного олигомера меньше аналогичных показателей, характерных для карбамидоформальдегидных олигомеров. При введении бутанола модули упругости и эластичности отвержденных клеевых композиций несколько снижаются, приближаясь к соответствующим значениям для костры льна. Модификация клеевых композиций поливинилацетатной дисперсией дает более значимый эффект. Кроме этого, при данной модификации существенно уменьшается усадка отвержденной клеевой композиции, что снижает вероятность появления внутренних напряжений и способствует образованию прочных клеевых связей.

Литература

1. Лабораторные работы и задачи по коллоидной химии / под ред. Фролова Ю. Г., Гродского

А С. - М.: Химия, 1986. - 214 с.

2. Виноградов Г.В. Реология полимеров / Г.В. Виноградов, А.Я. Малкин. -М.: Химия, 1977. -438 с.