Прислать материал
Разработка составов полимерных покрытий для повышения химической стойкости и долговечности строительных конструкций
Задачи проекта:
– определить влияние разбавителя, вводимого в различном количестве в состав связующего на прочностные характеристики готового композита;
– изучить щелочестойкость полимерных композитов с различным содержанием разбавителя;
– провести исследования влияния сезонности и климатических факторов на изменение свойств защитно-декоративных покрытий на основе эпоксидных смол;
– оценить изменение декоративных характеристик в процессе натурного экспонирования различных составов полимерных связующих.
Самым распространенным на сегодняшний день строительным материалом, по праву, является бетон. Однако, как показывает практика, на сегодняшний день большая часть бетонных и железобетонных конструкций эксплуатируется в условиях действия агрессивных факторов, приводящих ежегодно к миллиардным убыткам. Использование защитно-декоративных покрытий для снижения негативного действия агрессивных сред и климатических факторов позволяет значительно повысить долговечность как возводимых, так и существующих зданий, и сооружений. Именно поэтому разработка, исследование и внедрение новых эффективных полимерных защитно-декоративных покрытий, несомненно, является актуальной задачей.
В ходе реализации проекта были использованы следующие материалы: эпоксидная смола ЭД-20, модифицированная эпоксидная смола Этал-247, активный разбавитель эпоксидных смол – алифатическая смола Этал-1, отвердители Этал-45М и Этал-2МК, эпоксидный компаунд для устройства промышленных полимерных напольных покрытий ДенсТоп ЭП 500, эпоксидные компаунды Этал-143 (Б, М, Т).
Методы исследования:
1. Определение прочности на растяжение образцов полимерных композитов (ГОСТ 11262–80 «Пластмассы. Метод испытания на растяжение»);
2. Определение условной вязкости (ГОСТ 8420–74 «Материалы лакокрасочные. Методы определения условной вязкости»);
3. Определение щелочестойкости полимерных композитов (ГОСТ 12020–72 «Пластмассы. Методы определения стойкости к действию химических сред»);
4. Определение изменения декоративных характеристик полимерных композитов под действием климатических факторов (ГОСТ Р 52489-2005, ГОСТ 52662-2006, ГОСТ Р 52490-2005, метод прямого сканирования).
Используемое испытательное оборудование:
1. автоматическая станция контроля метеорологических параметров и загрязнения атмосферного воздуха;
2. электромеханическая испытательная машина Shimadzu серии AGS-X;
3. спектрофотометр со встроенным блескометром CD-6834 spectro-guide sphere gloss;
4. весы лабораторные электронные;
5. сканер Canon 9000F MarkII и другое оборудование.
Изучено изменение свойств эпоксидных композитов на основе смолы ЭД-20 и аминного отвердителя Этал-45М при введении в состав разбавителя Этал-1 до 50% от массы связующего. Установлено снижение вязкости смесей до 8 раз, причем достаточно резкое падение (примерно на 25%) наблюдается при введении 5% Этал-1. Добавление в состав 10% разбавителя снижает реологические характеристики смолы практически в 2 раза, а 25% – уже в 4 раза.
Установлено, что снижение вязкости смесей сопровождается ухудшением упруго-прочностных показателей полимерных композитов. Однако введение до 25% Этал-1 приводит лишь к 25% снижению предела прочности при растяжении, что значительно меньшее при использовании других (менее эффективных растворителей, например, дибутилфталата). Повышение доли разбавителя до 50% приводит к снижению предела прочности и модуля упругости в 2,5-3 раза.
Установлено, что наименьшее снижение прочностных характеристик после экспонирования в щелочной среде с рН 12,5 наблюдается при 0 и 5%-ном содержании Этал-1 и составляет порядка 5%. Для составов, содержащих от 10 до 25% разбавителя, снижение прочности находится в пределах от 10 до 20%. Максимальное снижение прочности зафиксировано для состава с 50% Этал-1 – порядка 40%.
Из анализа воздействия климатических факторов установлено, что наибольшее изменение свойств происходит при экспонировании образов в весенне-летний период, что, очевидно, связано с агрессивным влиянием ультрафиолетового облучения, оказывающего, как известно, наиболее агрессивное воздействие на полимерные композиты. Наиболее резкое снижение свойств уже через 90 суток наблюдается для составов на основе ЭД-20. При использовании в качестве связующего низковязкой смолы Этал-247, несмотря на более низкую прочность контрольных составов, наблюдается менее интенсивный процесс деградации.
Проведены исследования изменения декоративных характеристик. Наибольшее изменение цвета уже к 60 суткам экспонирования зафиксировано для композита на основе смолы Этал-247 и отвердителя Этал-2МК, а так же компаунда Этал143Т. Для состава на основе Этал-247 и отвердителя Этал-45М зафиксировано резкое изменение цвета после 90 суток экспонирования.
При проведении исследований использовались новые виды модифицированных эпоксидных связующих и отверждающих систем, стойкость которых исследована не в полной мере. Полученные данные будут использованы в дальнейших исследованиях полимерных композитов, а также для оценки долговечности материалов, в том числе в условиях воздействия натурных климатических факторов.
2. Сафрончик В. И. Защита от коррозии строительных конструкций и технологического оборудования. Л. : Стройиздат, 1988. 253 с.
3. Трегуб В. Д. Проектирование антикоррозионной защиты строительных конструкций. Киев : Будивельник, 1984. 72 с.
4. Бабушкин В. И. Защита строительных конструкций от коррозии, старения и износа. Харьков : Выща шк., 1989. 168 с.
5. Павлов И. Н. Старение пластмасс в естественных и искусственных условиях. М. : Химия, 1982. 220 с.
6. Грасси Н., Скотт Дж. Деструкция и стабилизация полимеров : пер. с англ. М. : Мир, 1988. 446 с.
7. Эммануэль Н. М., Бучаченко А.Л. Химическая физика старения и стабилизации полимеров. М. : Наука, 1982. 360 с.
8. Низина Т. А. Защитно-декоративные покрытия на основе эпоксидных и акриловых связующих. Саранск : Изд-во Мордов. Ун-та, 2007. 260 с.