CC BY
44
УДК 547.793
И. О. Ключников, О. Р. Ключников, О. В. Стоянов
ТЕРМОСТОЙКИЕ РЕЗИНОВЫЕ ПОКРЫТИЯ НА ОСНОВЕ СКЭПТ ХОЛОДНОЙ ВУЛКАНИЗАЦИИ
Ключевые слова: резиновое покрытие СКЭПТ; сопротивление теплопередаче, термостабильность.
Произведено исследование эффекта энергосбережения от дополнительного резинового покрытия СКЭПТ холодной вулканизации.
Key words: EPDM rubber coating; thermal resistance, thermal stability. Is carried out a study of the effect of energy-economy from the additional rubber coating EPDM of cold vulcanization.
Введение
Этиленпропилендиеновые каучуки СКЭПТ характеризуются наличием реакционноспособной двойной связи вне основной -С-С- цепи, что обеспечивает композитам на основе СКЭПТ повышенную термо- и химическую стойкость, а в сочетании с динитрозогенерирующими системами вулканизации и низкотемпературную, или холодную вулканизацию [1, 2]. Наибольшее распространение при разработке композиционных материалов получили СКЭПТ-ЭНБ и СКЭПТ-ДЦПД, тоннажно производимые в РФ.
Целью данного исследования являлось изучение эффекта энергосбережения от нанесения дополнительного внешнего тонкого резинового покрытия на ряд теплоизолирующих материалов и проведение физико-механических испытаний отвержден-ных образцов каучука СКЭПТ-ЭНБ и ДЦПД до и после ускоренного термостарения.
Ранее, в литературе [3] было опубликовано интересное проявление эффекта энергосбережения от нанесения внешней тонкой резиновой пленки на наружную теплоизоляцию. В продолжении изучения данного эффекта было выбрано аналогичное направление исследований, включающее использование прибора измерителя плотности тепловых потоков, позволяющее определить как плотность теплового потока через многослойную теплоизоляцию, так и рассчитать на основе этих экспериментальных данных значения сопротивления теплопередаче.
Экспериментальная часть
Значения плотности тепловых потоков и сопротивления теплопередаче (Я) определялись по методике ГОСТ 26254 и 26602.1, при использовании модельной конструкции состоящей из подложки-оцинкованного стального листа 0,5 мм и дополнительно пенополиэтилена, пенополистирола, гипсо-картона, стеклопластика и нанесенного на данные поверхности тонкие резиновые покрытия составов холодной вулканизации на основе каучуков СКЭПТ. В качестве низкотемпературных вулканизующих агентов каучуков СКЭПТ использовались С-нитрозные системы [4].
В качестве экспериментальной установки использовался воздушный термостат объемом 1 л с лампой накаливания 40 Вт, для измерения плотности теплового потока использовался прибор ИТП-
МГ4.03/Х(У) "ПОТОК". В процессе экспериментов текущие значения температур на внутренней поверхности ст. листа составляли 65±5°С, на внешней поверхности исследуемого покрытия 45±5°С, температура окружающей среды 27±2°С, внутри воздушного термостата 70±1°С.
Данные величин сопротивления теплопередаче представлены в табл. 1.
Физико-механические испытания образцов вулканизатов СКЭПТ-ЭНБ и СКЭПТ-ДЦПД проводились на разрывной машине РМИ-250 и представлены в табл. 2.
Обсуждение полученных результатов
Часть 1. Исследование эффекта энергосбережения от внешнего тонкого эластомерного покрытия холодной вулканизации на теплоизоляцию трубопроводов.
Замеры величин плотности тепловых потоков позволили определить значения величин сопротивления теплопередаче многослойной ограждающей, теплоизолирующей конструкции до и после нанесения эластомерных составов холодной вулканизации на основе непредельных каучуков. Данные замеров приведены в табл. 1.
Таблица 1 - Значения сопротивления теплопередаче испытуемых образцов
Образцы Сопротивления теплопередаче, Rcp м2-°С/Вт
Гипсокартонный лист (ГКЛ) 0,064
ГКЛ + тонкое резиновое покрытие (ТРП) 0,072
Пенополистирол (1II 1С) 0,119
ППС + ТРП 0,130
Пенополиэтилен (ППЭ) 0,108
ППЭ + ТРП 0,120
Стальной лист (Ст. лист) 0,0019
Ст. лист + ТРП 0,0025
Стеклопластик 0,013
Стеклопластик + ТРП 0,017
Проведенные исследования показывают заметное влияние тонкого резинового покрытия (ТРП) на увеличение значений сопротивления теплопередаче: у стального листа толщиной 0,5 мм на 30 %;
стеклопластика на 30%, гипсокартона толщиной 12,5 мм на 12%; пенополиэтилена толщиной 3 мм на 11%; пенополистирола толщиной 4 мм на 8%; стеклопластика на 30%, что доказывает эффект энергосбережения от дополнительного использования внешнего тонкого резинового покрытия;
Часть 2. Проведение физико-механических испытаний образцов до и после ускоренного термостарения.
Исследование уровня термостабильности ненаполненных вулканизатов СКЭПТ методом ускоренного термостарения образцов в атмосфере воздуха при 200 °С проводились в термостате в течение 5 часов, результаты представлены в табл. 2.
Таблица 2 - Исследование физико-механических характеристик и уровня термостабильности вулканизатов СКЭПТ
В целом, все вулканизаты показали незначительное падение условной прочности на разрыв, на 12^28 % в условиях экстремальных испытаний (200°С). Полученные данные ускоренного термостарения указывают на несколько более высокую термостабильность вулканизатов СКЭПТ отвержден-ных п-динитрозобензолом (ДНБ) в сравнении с хи-ноловым эфиром ЭХ-1.
Исследование изменения плотности тепловых потоков и сопротивления теплопередаче от ис-
пользования дополнительных пленочных покрытий, а также исследование термостабильности вулканиза-тов методом ускоренного термостарения указывает на эффект энергосбережения от использования дополнительного пленочного резинового покрытия и высокую атмосферостойкость каучуков СКЭПТ холодной С-нитрозной вулканизации.
Выводы
1. Нанесение дополнительного тонкого резинового покрытия (ТРП) холодной вулканизации увеличивает значения сопротивления теплопередаче у стального листа толщиной 0,5 мм на 30 %, гипсокар-тона толщиной 12,5 мм на 12%; пенополиэтилена толщиной 3 мм на 11%; пенополистирола толщиной 4 мм на 8%; стеклопластика на 30%, что доказывает эффект энергосбережения от дополнительного использования внешнего тонкого резинового покрытия;
2. ТРП на основе СКЭПТ показывают достаточно высокие термостабильные свойства и способны обеспечить длительный срок эксплуатации пленочных покрытий на основе данных каучуков холодной вулканизации динитрозогенерирующими системами.
3. Данные ускоренного термостарения указывают на несколько более высокую термостабильность вулканизатов СКЭПТ отвержденных ДНБ.
4. Составы на основе СКЭПТ отвержденных ДНБ или хиноловым эфиром ЭХ-1 способны создавать термостойкие покрытия для нужд атмосферо-тепло- электроизоляции, работ производимых в полевых ремонтных условиях.
Исследование проводилось при поддержке фондом содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере, проект 11881р/21596.
Литература
1. Ключников О.Р., Муфлиханов И.И., Вольфсон С.И., Макаров Т.В., Ключников Я.О. Монография. Динитро-зогенерирующие системы вулканизации ненасыщенных эластомеров. - Казань: Изд-во «ФЭН», 2010. -239 с.
2. Ключников О.Р., Закирова И.А., Ключников Я.О // Вестник Казанского технологического университета.
2013. Т 16. № 17. С. 134-136.
3. Ключников О. Р., Закирова И.А. О влиянии тонкого резинового покрытия наружной изоляции трубопроводов тепловых сетей на изменение плотности тепловых потоков // Энергетика Татарстана. -2011. -№3. -С. 65-66.
4. Ключников О.Р. С-Нитрозные системы вулканизации и новые эластомерные композиционные материалы // Вестник Казанского технологического университета. -
2014. -Т 17. -№ 3. -С. 135-143.
Вулканизат Условная прочность при разрыве, с, МПа Относительное удлинение при разрыве, е, %.
СКЭПТ-ЭНБ + ДНБ До термостарения 1,90 236
После термостарения 1,67 208
СКЭПТ-ЭНБ +ЭХ-1 До термостарения 1,23 192
После термостарения 0,96 214
СКЭПТ-ДЦПД + ДНБ До термостарения 1,43 334
После термостарения 1,29 344
СКЭПТ-ДЦПД + ЭХ-1 До термостарения 1,41 276
После термостарения 1,19 284
© И. О. Ключников - асп. каф. технологии пластичных масс КНИТУ ilya-kgeu@yandex.ru; О. Р. Ключников - д-р хим. наук, профессор той же кафедры технологии пластичных масс КНИТУ, olegknitu@yandex.ru; О. В. Стоянов - -р хим. наук, проф., зав. каф. технологии пластичных масс КНИТУ, stoyanov@mail.ru.
© 1 O. Klyuchnikov - post-graduate student of Department of technology of plastic materials KNRTU; O. R. Klyuchnikov - doctor of chemical sciences, professor, Department of technology of plastic materials KNRTU; O. V. Stoyanov - doctor of technical sciences, professor, Department of technology of plastic materials KNRTU.
