Вибродемпфирующие свойства резины, наполненной измельченными отходами деревообрабатывающего и текстильного производства Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

УДК 62-752: 678.41

ВИБРОДЕМПФИРУЮЩИЕ СВОЙСТВА РЕЗИНЫ, НАПОЛНЕННОЙ ИЗМЕЛЬЧЕННЫМИ ОТХОДАМИ ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩЕГО И ТЕКСТИЛЬНОГО

ПРОИЗВОДСТВА

Ю.П. Земсков, В.Ф. Асминин, П.В. Енин

Представлены исследования вибродемпфирующих резин, наполненных измельченными отходами деревообрабатывающего и текстильного производства

Ключевые слова: вибродемпфирующие свойства, наполненные резины, спектральные характеристики акустической эффективности

Широкое распространение получили вибродемпфирующие материалы на основе резин для снижения звуковой вибрации от тонкостенных стальных конструкций, таких как вентиляционные воздуховоды, защитные кожухи, технологические люки, дверцы и др. 1

При механическом возбуждении данных конструкций возникает шум, в спектре которого доминируют высокочастотные составляющие в известном диапазоне частот 1000...16000 Гц.

Наиболее приемлемыми с позиции акустической эффективности для

вибропоглощающих материалов являются полимерные композиции, которые обладают высокими вязкоупругими свойствами. Причем для снижения высокочастотных звуковых вибраций (1000.8000 Гц) предпочтительными являются полимерные эластичные

композиционные материалы. Они образуют собой тип, так называемых «мягких» покрытий [ 1, 2 ].

Диссипация вибрационной энергии в этих типах покрытий возникает за счет циклических поперечных деформаций по толщине слоя. Помимо этого введение специальных наполнителей, например в резину, повышает диссипативные свойства мягких демпфирующих покрытий и расширяет диапазон их эффективного применения в область средних частот ( 250.1000 Гц).

Земсков Юрий Петрович - ВГЛТА, канд. техн. наук, e-mail: [email protected]

Асминин Виктор Федорович - ВГЛТА, д-р техн. наук, профессор, e-mail: [email protected] Енин Павел Владимирович - ВГЛТА, канд. техн. наук, e-mail: [email protected]

Оптимальной основой для резин, обладающих высокими вибродемпфирующими свойствами, является синтетический каучук изопреновый (СКИ). Данный каучук имеет повышенную способность к наполнению по сравнению с другими каучуками. При высокой степени наполнения СКИ сохраняет высокую прочность, устойчив к динамическим нагрузкам, легко подвергается механодеструкции, что позволяет получать композиты с хорошей текучестью и технологическими свойствами (низкая вязкость, более низкие температура и давление вулканизации и прессования).

Для повышения вибродемпфирующих свойств материалов на основе СКИ используют специальные материалы- наполнители, которые, кроме всего прочего, снижают стоимость полимерной композиции, экономя дорого стоящий каучук. С одной стороны, эти материалы требуют дополнительной

технологической подготовки по

формообразованию, размеров и др. с целью обеспечения максимальной активности. Это, в свою очередь, также требует определенных затрат.

С другой стороны, в деревообрабатывающей, химико-перерабатывающей, текстильной отраслях промышленности

образуются измельченные отходы (древесные опилки и пыль, обрезки хлопчатобумажных ниток, мелкодисперсное моноволокно, вискоза и др.), которые не находят дальнейшего применения и подвергаются утилизации, что требует дополнительных затрат.

Целью настоящих исследований является экспериментальное обоснование возможности применения отходов производств в качестве наполнителей в мягких демпфирующих

покрытиях без ухудшения их диссипативных свойств и решение проблемы

ресурсосбережения и снижения экологической нагрузки на окружающую среду.

На начальном этапе изучалась принципиальная возможность использования отходов деревообрабатывающей, химикоперерабатывающей, текстильной отраслей промышленности (древесные опилки и пыль, обрезки хлопчатобумажных ниток,

мелкодисперсное моноволокно, вискоза) в демпфирующих покрытиях и качественное сравнение их с существующими аналогами.

Степень содержания наполнителя в материале составляла 10 % масс.

В качестве аналога демпфирующего

покрытия выступила не наполненная резина. Оценка эффективности вибропоглощения испытуемых покрытий проводилась по величине снижения шума ( ЛЬ, дБ) [ 3 ] :

ЛЬ = Ьі - Ь , где Ь1 - уровень звукового давления,

излучаемого в возбужденной

пластине в октавной полосе без покрытий, дБ;

Ь2 - уровень звукового давления,

излучаемого в возбужденной

пластине в октавной полосе с покрытием, дБ.

Экспериментальная установка

представляла собой стальную пластину с размерами 500 х 500 х 2 мм, закрепленную горизонтально по углам на раме упругими растяжками. Под ней размещено устройство возбуждения в виде электродвигателя с частотой вращения 1300 мин-1 , на ведущем валу которого установлен гибкий вал, имеющий в своем торце ударник.

При раскручивании электродвигателем гибкого вала ударник наносит удары по центру стальной пластины. При таком режиме возбуждения пластина излучает шум, который по своему слуховому восприятию принимается постоянным, т. к. временной интервал между ударами составляет менее 0,05 с.

Результаты испытаний в виде спектральных характеристик представлены на рисунке.

Анализ спектральных характеристик акустической эффективности различных композиций на основе резины, показал, что резина с наполнением древесной стружкой по сравнению с не наполненной резиной и другими образцами практически во всем частотном диапазоне обладает более высокими вибропоглощающими свойствами.

Акустическая эффективность вибропоглощающих покрытий (толщина покрытия 2, 5 мм): а — не наполненная резина;

б - резина + 10% древесной стружки; в -резина + 10% моноволокна; г - резина + 10% х/б порошок; д - резина + 10% вискоза; 1 -металлическая пластина; 2 — не наполненная резина

а

б

в

г

д

При этом, очевидно, что себестоимость вибропоглощающего покрытия из резины с наполнением отходами дерево-

обрабатывающего производства (стружка 10% масс.) значительно ниже, чем у

рассматриваемых аналогов.

Таким образом, наполнение

вибропоглощающих покрытий на основе резины отходами деревообрабатывающего и текстильного производств открывает широкие возможности экономии дорогостоящего сырья (ресурсосбережение) и снижения

экологической нагрузки на окружающую среду.

Литература

1. Мэнсон Дж., Сперлинг Л. Полимерные смеси и композиты / Пер. с англ. - М.: Химия, 1979 - 440 с.

2. Новые вибропоглощающие материалы и покрытия и их применение в промышленности / Под ред. А. С. Никифорова - Л.: Знание, 1980 - 100 с.

3. Асминин В. Ф. Методика оценки акустической эффективности подвижных вибродемпфирующих покрытий с магнитной фиксацией // Материалы, моделирование, компьютерная оптимизация технологий, параметров оборудования и систем управления лесного комплекса: Сб. науч. труд. / Под ред. проф. В. С. Петровского - Воронеж: ВгТА, 1997 - С.100 - 104.

Воронежская государственная лесотехническая академия

VIBRODAMPFER PROPERTIES OF THE RUBBER FILLED WITH THE CRUSHED WASTE OF WOODWORKING AND TEXTILE MANUFACTURE

Ju.P. Zemskov, V.F. Asminin, P.V. Enin

Researches vibrodempfer properties the rubbers filled with the crushed waste of woodworking and textile manufacture are presented

Key words: the vibrodempfer properties, the filled rubbers, spectral characteristics of the acoustic