Исследование эффективности модификации базальтовых нитей разных производителей
В последнее время все большее применение находят композиты на основе базальта. Известно, что в зависимости от месторождения состав базальта неодинаков. Это сказывается на физико-механических свойствах и структуре базальтовых нитей (БН).
На данном этапе исследований и разработок нами используются комплексные базальтовые нити БН-У производства Беличевского завода (Украина), БН-К (Красноярска), БН-Б (Брянска) и БН-1 и БН-2 (НИИ «Графит», г. Москва) для создания ПКМ широкого спектра применения.
На кафедре химической технологии Саратовского государственного технического университета разработана интеркаляционная ресурсосберегающая технология базальтопластиков (БП), которая базируется на интеркаляции (внедрении) смеси мономеров (фенола с формальдегидом в соотношении 1:1,4 и катализатором NаОН) в поры и дефекты внутри нитей и на их поверхности с формированием по поликонденсационному механизму сетчатого фенолоформальдегидного полимера. В связи с этим представлялось целесообразным изучить адсорбционные характеристики и смачиваемость БН смесью мономеров.
Определение сорбции проводили по теории объемного заполнения микропор (ТОЗМ), разработанной в лаборатории адсорбции МГУ. Для снятия изотермы адсорбции использовали интерферометрический метод исследования.
Применение теории объемного заполнения микропор при изучении адсорбционных равновесий в системе нить-фенол-растворитель позволило описать процессы адсорбции смеси мономеров базальтовыми нитями различных производителей и рассчитать параметры пористой структуры этих нитей (см. таблицу), используя основное уравнение этой теории. По величине пор, предельно адсорбируемым объемам, характеристической энергии изучаемые нити образуют ряд БН-У > БН-Б > БН-К > БН-1> БН-2.
Параметры пористой структуры БН различных производителей, рассчитанные по уравнению ТОЗМ для систем нить-фенол-растворитель
|
Нить |
Модификация |
nil, ммоль/г |
Е, кДж/моль |
W0, см3/г |
X, 0А |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
БН-У |
без модификации |
1,9 |
16,5 |
0,18 |
2,0 |
|
термообработка |
1,2 |
14,8 |
0,10 |
1,4 | |
|
СВЧ-обработка |
1,9 |
15,7 |
0,17 |
1,6 | |
|
обработка лазером |
1,2 |
14,8 |
0,10 |
1,2 | |
|
БН-Б |
без модификации |
1,2 |
14,8 |
0,10 |
1,6 |
|
термообработка |
1,2 |
14,1 |
0,10 |
1,6 | |
|
СВЧ-обработка |
1,9 |
14,4 |
0,17 |
1,8 | |
|
обработка лазером |
1,9 |
14,4 |
0,17 |
1,8 | |
|
БН-К |
без модификации |
2,1 |
15,5 |
0,18 |
1,3 |
|
термообработка |
2,0 |
15,6 |
0,18 |
1,2 | |
|
СВЧ-обработка |
2,0 |
15,6 |
0,18 |
1,2 | |
|
обработка лазером |
2,2 |
15,7 |
0,20 |
1,6 | |
|
БН-1 |
без модификации |
1,0 |
14,1 |
0,09 |
1,1 |
|
термообработка |
1,8 |
11,9 |
0,17 |
1,7 | |
|
СВЧ-обработка |
1,6 |
14,2 |
0,10 |
1,5 | |
|
обработка лазером |
1,8 |
11,9 |
0,17 |
1,7 | |
|
БН-2 |
без модификации |
0,9 |
16,3 |
0,08 |
0,7 |
|
термообработка |
1,0 |
13,5 |
0,09 |
1,2 | |
|
СВЧ-обработка |
1,1 |
16,0 |
0,10 |
1,3 | |
|
обработка лазером |
1,1 |
16,0 |
0,10 |
1,3 |