Результаты исследований ученых и специалистов. Рубрика в журнале - Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал

Публикации в рубрике (44): Результаты исследований ученых и специалистов
все рубрики
New plasticizers for PVC-compositions in construction

New plasticizers for PVC-compositions in construction

Mazitova Aliya Karamovna, Aminova Guliya Karamovna, Maskova Albina Rafitovna, Yagafarova Guzel Gabdullovna, Mazitov Ruslan Midhatovich

Статья научная

The work is devoted to the analysis and development of effective types of plasticizers for a wide range of finishing (linoleum) and insulating building materials (insulation tape, cable plastic) with improved mechanical and technical characteristics. In connection with the growth of consumption of finishing and insulating materials, the development of new formulations of PVC compositions for construction with the use of new plasticizers is not only an urgent task, but also within the framework of construction it allows solving the problems of effective quality control of a finished PVC composition. This paper presents the results of the tests of octylphenoxyethylphtalates as a new chemical additivies for plasticizing PVC in the formulation of the upper and middle layers of linoleum, adhesive film and cable compound О-40 rec. ОМ-40 (black). It is noted, that obtained samples of adhesive tape with their main characteristics (tensile strength at break, extension coefficient, shatter point, thermostability) correspond to technical specification (TS) 2245-001-002033122003. Obtained samples of plasticate were analyzed according to GOST 5960-72 rev. 1-9 (PVC plasticate for isolation and protective covers of wires and cables), by main characteristics (specific insulation resistance, tensile strength at break, breaking elongation, shatter point) are not inferior to commercial prototypes, and such characteristics as «Weight loss at 160оС» and «Water absorption» are significantly lower. It is noted that, in case of using octylphenoxyethyl phtalates, obtained samples of films of upper and middle layers of linoleum analyzed according to norms of STI 00203312-100-2006 have a higher melt flow rate. In addition, films obtained through introduction of suggested plasticizers possess a low value of extractability by gasoline and oils.

Бесплатно

Агрегативная устойчивость водной суспензии тонкодисперсного базальта

Агрегативная устойчивость водной суспензии тонкодисперсного базальта

Данилов В.Е., Шинкарук А.А., Айзенштадт А.М., Дроздюк Т.А., Фролова М.А.

Статья научная

Получение полифункциональных древесно-минеральных композиций на основе модифицированной древесной коры и тонкодисперсного базальта связано с использованием водной суспензии, содержащей в качестве твердой фазы микро- и наноразмерные частицы горной породы. В связи с этим, в данной работе представлены результаты исследований агрегативной устойчивости водной суспензии тонкодисперсного базальта, которая связана с электрокинетическим потенциалом частиц дисперсной фазы, изменяющимся в зависимости от протолитических свойств дисперсионной среды. Измерение размерных характеристик во времени осуществлялось методом фотонно-корреляционной спектроскопии. Установлено, что при рН среды в диапазоне от 7 до 11 суспензия тонкодисперсного базальта является агрегативно и седиментационно устойчивой, критическое значение дзета-потенциала частиц твердой фазы, при котором проявляется электростатический барьер их взаимодействия, равен 30 мВ.

Бесплатно

Альтернативная технология консолидации наночастиц в объемный материал

Альтернативная технология консолидации наночастиц в объемный материал

Волков Г.М.

Статья научная

Предложены теоретические основы и технологические принципы одностадийной консолидации наночастиц в объемный материал. Теория реализована на модель- ной системе углерод-углерод в технологическом процессе высокотемпературного пиролиза углеводородов. Получен объемный углеродный наноматериал с уникальными потребительскими свойствами, которые позволили создать машиностроительную продукцию с техническими характеристиками выше мирового уровня. Предлагаемая теория может быть модифицирована применительно к другим процессам газофазной, жидкофазной и вторичной кристаллизации веществ для создания объемных наноматериалов другого химического состава с не менее уникальными свойствами.

Бесплатно

Влияние золей различного состава на изменение структуры и свойств цементного камня

Влияние золей различного состава на изменение структуры и свойств цементного камня

Урханова Лариса Алексеевна, Савельева Марина Александровна

Статья научная

В строительном материаловедении одним из стремительно развивающихся направлений является применение нанотехнологии для разработки бетонов нового поколения. К настоящему времени широкое применение в технологии бетона получили нанодисперсные добавки, позволяющие повысить его основные физико-механические свойства. Использование эффективных добавок, содержащих в своем составе наночастицы, позволяет оптимизировать структуру бетона, а также снизить расход самого дорогостоящего компонента - цемента. Необходимость создания новых доступных и относительно недорогих модификаторов цементных и бетонных изделий обусловлена большими затратами ресурсов, сложностью их получения, следовательно, высокой себестоимостью и, соответственно, ценой на рынке. В статье рассмотрены вопросы получения добавок в виде золей на основе химических соединений элементов VI группы периодической системы Д.И. Менделеева, в частности серы и хрома, а также их использование для модификации цементного камня. С помощью физико-химических методов исследований и расчетных способов были определены основные характеристики водных растворов золей. В результате проведенных экспериментальных исследований было оптимизировано содержание коллоидных добавок в цементном камне, установлена кинетика набора его прочности в зависимости от вида и количества золей. Содержание золей в цементном камне составляет тысячные доли от массы вяжущего, то есть повышение его прочности происходит на микроуровне. Это представляет собой существенную экономию полученных добавок при их введении в цементные и бетонные композиции. Использование добавок золей на основе соединений серы и хрома не только ускорило гидратацию и твердение цемента в ранние сроки твердения, но и значительно улучшило прочностные характеристики цементного камня. Полученные нанодисперсные добавки можно отнести к группе добавок-ускорителей твердения цемента. Повышение прочности цементного камня, модифицированного золями различного состава, связано с изменением его структуры. Электронно-микроскопический анализ показал, что применение золей различного состава в качестве модификаторов приводит к уплотнению микроструктуры цементного камня и образованию сложных соединений серы и хрома с гидросиликатами кальция.

Бесплатно

Влияние нанодобавок на механические и водоизолирующие свойства составов на основе цемента

Влияние нанодобавок на механические и водоизолирующие свойства составов на основе цемента

Мухаметшин Вячеслав Вячеславович, Кадыров Рамзис Рахимович

Статья научная

В работе представлены результаты лабораторных и промысловых испытаний исследований цементных композиций с нанодобавками на основе аминоэтаксиаэросила. Показано, что механические и водоизолирующие свойства цементного раствора улучшаются при введении нанодобавок. Прочность на изгиб цементного камня после 48-часового отверждения увеличивается на 15%, а водоизолирующий эффект - на 60%. Успешность РИР цементного раствора без нанодобавок составляет 45-50%, а цементного раствора с нанодобавками - 75%. Добавка аминоэтаксиаэросила увеличивает степень дисперсности новообразований, формирующихся в процессе гидратации цемента, что приводит к увеличению механической прочности степени кольматации, обуславливающую повышение проникающей способности и степень заполнения пор и каналов обводненного пласта.

Бесплатно

Влияние наночастиц металла на механические характеристики композитных материалов

Влияние наночастиц металла на механические характеристики композитных материалов

Каримов Эдуард Хасанович, Каримов Олег Хасанович, Мовсумзаде Эльдар Мирсамедович, Боев Евгений Владимирович

Статья научная

В статье приведены результаты исследований по изменению механических и физических свойств строительных полимерных материалов после введения наночастиц металлов. В качестве примера наночастиц металла рассмотрено влияние наночастиц меди. Показаны пути формирования меди размерами нанометров, краткая методика и возможная структура получаемого наполнителя. Наночастицы меди обладают уникальными антибактериальными, тепло- и токопроводящими свойствами. Указанные свойства значительно сохраняются в полимерном материале. В результате получаемый композиционный материал имеет технологические свойства полимера и уникальные физические свойства наполнителя. В качестве полимерного материала выбраны продукты крупнотоннажного производства: поливинилхлорид, эластомеры, полиэтилен, полипропилен, полистирол. Выделение ионов меди из наночастиц зависит от типа стабилизирующего агента и химической природы среды. Реализация антибактериальных свойств в полимерных материалах достигается дозировкой меди в количестве 1-2% масс. Для придания материалу токопроводящих свойств наночастиц меди потребуется более высокая концентрация металла. Применение только пластиката ПВХ в качестве носителя ограничит эффективность нанокристаллов меди и скажется на механических параметрах материала. Поэтому рассматривается более сложный вид полимерного материала. Термопластичные эластомеры, полученные из смесей резины и пластиката (или пластмасс), создали очень большой интерес в промышленной отрасли. Воск, внедренный в полимерную матрицу полиэтилена, применяется для хранения тепла солнечной энергии; тепловой защиты электронных устройств, пищевых продуктов и изделий медицинского назначения; снижения установленной мощности и теплового комфорта в транспортных средствах. Для улучшения теплопроводности в смесь полиэтилен-воск внедряют наночастицы меди. Для получения полипропилена с наночастицами меди применяют метод смешения расплава. Наиболее привлекательные свойства проявляет изотактический ПП. Наночастицы меди применяют размером от 10 до 60 нм.

Бесплатно

Гидрофобизация плотного и мелкозернистого бетонов полисульфидными растворами

Гидрофобизация плотного и мелкозернистого бетонов полисульфидными растворами

Массалимов Исмаил Александрович, Янахметов Марат Рафисович, Чуйкин Александр Евгеньевич, Массалимов Бурхан Исмаилович, Уракаев Фарит Хисамутдинович, Уралбеков Болат Муратович, Буркитбаев Мухамбеткали Мырзабаевич

Статья научная

Представлены данные исследований по эффективности гидрофобизации пропиточной композицией «Аквастат» плотного бетона, используемого для изготовления дорожных и аэродромных плит. Установлено, что в результате обработки гидрофобизатором образец бетона перестает смачиваться водой, приобретая гидрофобные свойства, при этом водопоглощение образцов, пропитанных в течение 24 часов при атмосферном давлении, снижается в три раза, а пропитанных под вакуумом в течение 0,5 часов - в 5,5 раз. Выявлено, что по уровню водопоглощения мелкозернистые бетоны, пропитанные «Аквастат», могут соответствовать плотным бетонам на основе крупного заполнителя. Повышение гидрофобности поверхности бетонных дорожных и аэродромных плит, обработанных составом «Аквастат», и возможность снижения водопоглощения структуры плотного бетона (более чем в 5 раз) позволяет прогнозировать повышение долговечности и увеличение срока службы дорожных изделий и конструкций до 2 раз и более.

Бесплатно

Использование нанодобавок в поливинилхлоридных композициях строительного назначения

Использование нанодобавок в поливинилхлоридных композициях строительного назначения

Мазитова Алия Карамовна, Маскова Альбина Рафитовна, Нафикова Райля Фаатовна, Аминова Гулия Карамовна

Статья научная

Одним из наиболее распространенных полимеров является поливинилхлорид (ПВХ), который занимает третье после полиэтилена и полипропилена место в мире по объему производства. Высокий спрос на ПВХ обусловлен возможностью его модификации и получения широкого ассортимента материалов и изделий с улучшенными свойствами, а также экономически выгодным соотношением цена - производительность, доступности сырья, сбережением природных ресурсов. Наряду со многими достоинствами ПВХ обладает серьезным недостатком - аномально низкой стабильностью. Наблюдаемое тепловое старение ПВХ начинается уже при 100оС, особенно интенсивно полимер разлагается при переработке в интервалах 160-180оС. Поэтому для получения высококачественных изделий на основе ПВХ необходима эффективная стабилизация полимера, обеспечивающая высокую технологичность при переработке и длительную эксплуатацию без ухудшения потребительских свойств. Действенным способом повышения эффективности стабилизатора является добавление доступных, хорошо известных вторичных стабилизаторов, действующих по различным механизмам, а именно: дипентаэритрита (ДПЭТ), функционирующего как акцептор HCI, и фосфита НФ, ингибирующего термическую деструкцию ПВХ взаимодействием с нестабильными карбонилаллильными группировками. В работе приведены результаты разработки состава комплексного стабилизатора, содержащего кроме термостабилизатора и смазки также нанодобавки, представляющие собой вторичные стабилизаторы дипентаэритрит и фосфит НФ. Проведено исследование влияния нанодобавок на технологические свойства ПВХ-материалов. Показано, что вторичные стабилизаторы значительно повышают эффективность многофункционального стабилизатора в обеспечении термостабильности и цветостойкости ПВХ-композиций строительного назначения. Приведены результаты испытания многофункционального стабилизатора, содержащего нанодобавки в дозировке 0,02 мас.ч. - фосфита НФ, 0,03 мас.ч - ДПЭТ на 100 мас.ч. ПВХ, в ПВХ-рецептурах верхнего и промежуточного слоев линолеума, а также многослойного линолеума. Установлено, что использование комплексного стабилизатора в рецептурах ПВХ-пленок способствует улучшению эксплуатационных характеристик готового продукта - многослойного поливинилхлоридного линолеума, а именно способствует снижению удельного поверхностного электрического сопротивления, абсолютной остаточной деформации, истираемости и изменения линейных размеров.

Бесплатно

Исследование свойств жидких керамических теплоизоляционных материалов

Исследование свойств жидких керамических теплоизоляционных материалов

Байков Игорь Равильевич, Смородова Ольга Викторовна, Китаев Сергей Владимирович

Статья научная

В настоящее время находят широкое применение нанотехнологии при создании строительных материалов. В ряде случаев такие технологии позволяют получить материалы с улучшенными характеристиками. Строительные утепляющие материалы нового поколения на отечественном и зарубежном рынке представлены жидкими керамическими теплоизоляционными материалами, изготавливаемыми с использованием нанотехнологий. Жидкая керамическая теплоизоляция представляет собой композицию стеклянных вакуумированных наносфер на основе водных растворов акриловых полимеров. Именно техническим вакуумом внутри наносфер объясняются высокие теплозащитные свойства таких материалов. Для достоверного определения коэффициента теплопроводности теплоизоляционной краски было реализовано планирование эксперимента. Разработанный план соответствует полному факторному эксперименту. При количестве 4 влияющих факторов было проведено 16 измерений плотности теплового потока через плоский образец термокраски толщиной 7,5 мм для расчета коэффициента теплопроводности...

Бесплатно

Исследование свойств жидких керамических теплоизоляционных материалов

Исследование свойств жидких керамических теплоизоляционных материалов

Байков И.Р., Смородова О.В., Китаев С.В.

Статья научная

В настоящее время находят широкое применение нанотехнологии при создании строительных материалов. В ряде случаев такие технологии позволяют получить материалы с улучшенными характеристиками. Строительные утепляющие материалы нового поколения на отечественном и зарубежном рынке представлены жидкими керамическими теплоизоляционными материалами, изготавливаемыми с использованием нанотехнологий. Жидкая керамическая теплоизоляция представляет собой композицию стеклянных вакуумированных наносфер на основе водных растворов акриловых полимеров. Именно техническим вакуумом внутри наносфер объясняются высокие теплозащитные свойства таких материалов. Для достоверного определения коэффициента теплопроводности теплоизоляционной краски было реализовано планирование эксперимента. Разработанный план соответствует полному факторному эксперименту. При количестве 4 влияющих факторов было проведено 16 измерений плотности теплового потока через плоский образец терм окраски толщиной 7,5 мм для расчёта коэффициента теплопроводности. Для измерений использован микропроцессорный прибор ИТП-МГ4.В статье приведены результаты определения эффективности жидких керамических теплоизоляционных материалов для наружных стен зданий и сооружений на примере терм окраски марки «Изоллат-02». Экспериментально установлено значение среднего коэффициента теплопроводности в опытных условиях – 0,057 Вт/(м×К). Построена линейная регрессионная модель для его определения в различных температурных условиях. Определены коэффициенты модели. Выполнен расчет вклада теплоизоляционной краски в термическое сопротивление ограждающих конструкций. Показано, что относительная эффективность теплоизоляционной краски тем выше, чем ниже теплозащитные свойства наружных ограждений основной конструкции. Наибольший относительный энергетический эффект может быть получен при утеплении краской блочных промышленных зданий и металлических резервуаров воды, углеводородов и прочих потоков технологического и инженерного назначения.

Бесплатно

Исследование структуры цементно-песчаных растворов при воздействии сверхвысокочастотного электромагнитного излучения

Исследование структуры цементно-песчаных растворов при воздействии сверхвысокочастотного электромагнитного излучения

Авренюк Андрей Николаевич, Тимергалеева Диана Рафаиловна, Русяев Евгений Викторович, Вилинчук Виктор Леонидович, Абуталипова Елена Мидхатовна

Статья научная

Долговечность строительных материалов может быть повышена в процессе воздействия на структуру различными видами излучения. Так, в ряде исследовательских работ отмечается, что магнитное и сверхвысокочастотное электромагнитное излучение интенсифицирует процессы растворения и гидратации цемента в более ранние сроки, что приводит к образованию мелкокристаллических структур, уменьшению пористости, увеличению плотности, прочности, морозостойкости и долговечности в целом. В процессе работы проведены исследования особенностей изменения структуры цементно-песчаных растворов (ЦПР) из сухих смесей при воздействии сверхвысокочастотного электромагнитного излучения (СВЧ ЭМИ). Исследования структуры образцов проведены на растровом электронном микроскопе с энергодисперсионным спектрометром, состав образцов определялся с помощью рентгеновского дифрактометра. В результате исследований отмечен больший процент растворения клинкерных минералов по отношению к необлученным образцам. Определено, что в облученных образцах процесс гидратации проходит более интенсивно, что может привести к ускоренному набору прочности в ранние сроки, а также увеличению прочности в возрасте 28 суток по сравнению с контрольными образцами.

Бесплатно

Исследование термостабильности фталатов оксиалкилированных спиртов

Исследование термостабильности фталатов оксиалкилированных спиртов

Мазитова А.К., Аминова Г.К., Маскова А.Р.

Статья научная

Производство поливинилхлорида (ПВХ) требует применения большого количества пластификаторов. Для пластификации наиболее приемлемыми являются сложноэфирные соединения. Имеющийся ассортимент промышленных пластификаторов в настоящее время не покрывает потребность полимерной индустрии, и остро стоит вопрос разработки новых пластификаторов, отвечающих современным требованиям. Поэтому разработка новых сложноэфирных соединений, обладающих эффективными пластифицирующими свойствами, актуальна и имеет ценность не только в плане науки, но и в практическом отношении. Одним из основных требований к сложноэфирным пластификаторам является их устойчивость к термоокислению. Поэтому нами исследовано воздействие кислорода при 150оС (температура переработки ПВХ-пластикатов) на широкий ряд разработанных ранее фталатов оксиалкилированных спиртов. Первую группу составили производные ароматических спиртов, вторую – фталаты оксиалкилированных алифатических спиртов. Первые проявили высокую термостабильность, вторые необходимо стабилизировать добавлением антиоксидантов. Известно, что производные ароматических углеводородов широко применяются в качестве стабилизаторов термоокислительной деструкции. Основная функция вышеуказанных соединений заключается в подавлении каталитического действия кислорода воздуха при энергетических воздействиях на полимеры и пластификаторы. Поэтому нами исследовано влияние Агидола-1 на повышение устойчивости фталатных пластификаторов к термоокислительной деструкции.

Бесплатно

Исследованиефизико-механических свойств цементно-песчаных растворов при воздействии сверхвысокочастотного электромагнитного излучения

Исследованиефизико-механических свойств цементно-песчаных растворов при воздействии сверхвысокочастотного электромагнитного излучения

Авренюк А.Н., Русяев Е.В., Вилинчук В.Л., Абуталипова Е.М., Мугаллимов Ф.М.

Статья научная

Долговечность используемых конструкционных материалов на цементной основе может быть повышена путем их модификации электромагнитным излучением. Так, в ряде исследовательских работ отмечается, что магнитное и сверхвысокочастотное электромагнитное излучение интенсифицирует процессы растворения и гидратации цемента в более ранние сроки, что приводит к образованию мелкокристаллических структур, уменьшению пористости, увеличению плотности, прочности, морозостойкости и долговечности в целом. В процессе работы проведены физико-механические испытания образцов цементно-песчаных растворов, облученных сверхвысокочастотным электромагнитным излучением, и проанализированы результаты в сравнении с необлученными. При этом исследования проведены как на образцах низкомарочных цементно-песчаных растворов из сухих смесей, так и на высокомарочных образцах цементно-песчаных растворов, используемых для ремонта бетонных и железобетонных конструкций – для наглядности получаемых результатов. Исследования структуры образцов проведены на растровом электронном микроскопе с энергодисперсионным спектрометром. В результате исследований отмечено увеличение основных физико-механических показателей в сравнении с необлученными образцами в возрасте 28 суток. По результатам проведенных физико-механических испытаний облученных образцов и сравнения данных с необлученными СВЧ ЭМИ образцами ЦПР можно сделать вывод, что максимально эффективным временем облучения являются, в основном, 2 сутки после замешивания как низко-, так и высокомарочных составов. При этом отмечено увеличение основных физико-механических показателей в сравнении с необлученными образцами. Отмечено, что в облученных составах процесс гидратации проходит более интенсивно, что приводит к ускоренному набору прочности в ранние сроки, а также увеличению прочности и плотности в возрасте 28.

Бесплатно

Комплексный подход к оценке наноразмерных фракций полидисперсных систем измельченных горных пород

Комплексный подход к оценке наноразмерных фракций полидисперсных систем измельченных горных пород

Данилов Виктор Евгеньевич, Айзенштадт Аркадий Михайлович

Статья научная

Проведен сравнительный анализ результатов определения размеров механически диспергированных горных пород (полиминеральный песок, базальт), выполненных методами: динамического рассеяния света, сорбции газа (азота) и электронной микроскопии. Опытные пробы получены механическим диспергированием сырьевых материалов на планетарной и коллоидной мельницах. Полученные экспериментальные результаты показали высокую сходимость. Метод динамического рассеяния света позволяет проводить анализ размерных характеристик полидисперсных систем с высоким содержанием нано- и микроразмерных частиц, обладающих достаточной с диментационной устойчивостью в используемой дисперсионной среде. Размерные характеристики частиц, рассчитанные по величине удельной поверхности анализируемых систем, учитывают содержание микроразмерной фракции. Для характеристики морфологии частиц предложено использовать величину их эффективного диаметра, расчет которого осуществляется с учетом массы частицы.

Бесплатно

Модифицирование алюминиевых сплавов редкими металлами - основа перспективных материалов в строительстве и транспорте

Модифицирование алюминиевых сплавов редкими металлами - основа перспективных материалов в строительстве и транспорте

Скачков Владимир Михайлович, Яценко Сергей Павлович

Статья научная

Метод инжекции технологического порошка в расплав алюминия является перспективным. Введение скандия осуществляется высокотемпературной обменной реакцией солевого расплава и алюминия. Производился подбор наилучшего солевого состава. Обсуждены результаты процесса в зависимости от исходных солей. Проведен ряд плавок в производственных условиях на ОАО «Каменск-Уральском металлургическом заводе». Показана технологичность инжекционного метода получения алюмоскандиевых лигатур. С целью защиты интеллектуальной собственности авторами - сотрудниками ИХТТ УрО РАН (Россия) - был зарегистрирован патент РФ «Способ легирования алюминия или сплавов на его основе» // Патент РФ № 2534182 от 27.11.2014.

Бесплатно

Нанодисперсные металлоорганосилоксановые наполнители полимеров

Нанодисперсные металлоорганосилоксановые наполнители полимеров

Павленко Вячеслав Иванович, Ястребинский Роман Николаевич, Павленко Зоя Владимировна, Ястребинская Анна Викторовна, Черкашина Наталья Игоревна

Статья научная

Актуальным является синтез высокодисперсных гидрофобных металло-олигомеров, совместимых с полимерами с целью получения высокоэффективных однородных радиационно-защитных полимерных композитов с заданными свойствами. Наиболее перспективным является использование химически активных органосилоксанов и на их основе получение металлоолигомеров. Разработан способ синтеза нанодисперсных олигомерных полиалкилси-ликанатов свинца путем химического соосаждения водных растворов ионов свинца по золь-гель процессу, протекающему с участием алкилсиликанатов натрия. Реакция взаимодействия этилсиликанат натрия с ионами свинца в водном растворе протекает по механизму замещения ионов натрия в сило-нолятной группе Si-ONa алкилсиликаната натрия на ион свинца. В конечном итоге происходит образование циклических структур и сшивка олигомерных молекул с увеличением числа силоксановых связей. Рассмотрена микроструктура гидрофобного полиэтилсиликоната свинца, имеющая аморфно-кристаллический характер с плотной упаковкой металлоолигомерных молекулярных цепочек. Происходит реакция поликонденсации между гидроксильными ОН-группами металлоолигомера и гидроксида свинца, т.е. гидроксид свинца выполняет роль адсорбента, на котором хемосорбируется металлоолигомер, придающий гидрофобные свойства продукту. В результате достигается возможность осуществить направленную модификацию наполнителя в процессе совместного синтеза металлоолигоме-ра и свинцового наполнителя, т.е. получить гидрофобный наполненный ме-таллоолигомер в гомогенной среде. Высокая дефектность полиэтилсиликоната свинца вызвана стерически-ми эффектами из-за больших размеров углеводородных этильных (С2Н5) радикалов. Молекулярная масса элементарного звена олигомера составляет около 600. Олигомер имеет цепочечную структуру, в силоксановой цепи которой возможно содержание силонольных групп (sSi-OH). Элементарный состав и молекулярная масса синтезированного металлолигомера приведены в таблице. Насыпная плотность полиэтилилсиликаната свинца составляет 2250 кг/м3, а максимальная плотность при уплотнении достигает 5950 кг/м3.

Бесплатно

Нанотрубчатыехризотиловые наполнители для радиационно-защитных конструкционных композитов

Нанотрубчатыехризотиловые наполнители для радиационно-защитных конструкционных композитов

Павленко Вячеслав Иванович, Ястребинский Роман Николаевич, Соколенко Игорь Владимирович

Статья научная

Усиление проявления квантово-размерного эффекта в наночастицах окажет значительное влияние на поглощение фотонной радиации. Следовательно, применение ультрадисперсных систем будет способствовать качественному усилению радиационно-защитных свойств материала и позволит создать более компактный материал с высокими показателями защитных характеристик. Уникальное сочетание свойств хризотила позволяет создавать материалы на его основе, обладающие высокими показателями механической, термической прочности, радиационной стойкости, а наличие в его структуре связанной воды способствует проявлению у таких материалов радиационно-защитных свойств по нейтронному излучению. В связи с этим авторами предложено провести заполнение нанотрубок хризотила нанодисперсными соединениями, позволяющими повысить его радиационно-защитные характеристики. Как следствие, данные соединения должны обладать как можно более высоким коэффициентом ослабления у-излучения и, соответственно, иметь высокие плотность и содержание тяжелых элементов. В качестве соединения для интеркаляции предложено использование нанокристаллического вольфрамата свинца PbWO4. Разработан способ получения нанотрубчатого наполнителя радиационно-защитных композиционных материалов путем заполнения гидросиликатных нанотрубок со структурой хризотила тугоплавким малорастворимым соединением на основе PbWO4 при последовательной обработке материала растворами реагентов. Наилучший результат был достигнут при обработке хризотила последовательно в растворах K2WO4 и Pb(СН3СОО)2, при этом массовое содержание PbWO4 в конечном продукте достигает 30%. Вводимый K2WO4 заполнял нанотрубки не только по внутреннему каналу, но и по меж-слоевому пространству, а локализация PbWO4 происходит как во внутренних каналах нанотрубок, так и на их поверхности. Несмотря на то, что разработанная технология не позволяет модифицировать хризотил таким образом, чтобы весь введенный PbWO4 содержался исключительно во внутренних каналах нанотрубок, полученный продукт приобретает повышенные радиационно-защитные характеристики, сохраняя остальные эксплуатационные свойства хризотила.

Бесплатно

Некоторые аспекты наномодифицирования минеральных дисперсий олигомерами на основе трифункциональных оксифенолов

Некоторые аспекты наномодифицирования минеральных дисперсий олигомерами на основе трифункциональных оксифенолов

Шаповалов Николай Афанасьевич, Полуэктова Валентина Анатольевна

Статья научная

Реологические свойства высококонцентрированных дисперсий, размер агрегатов частиц дисперсной фазы и другие коллоидно-химические характеристики суспензий, применяемых в строительной индустрии, определяются особенностями структуры граничного слоя. определены параметры адсорбции резольных олигомеров, синтезированных на основе трифункциональных оксифенолов, на следующих адсорбентах: CaCo3, Zno. предложена наиболее возможная схема адсорбции молекул флороглюцинфурфурольного наномодификатора на поверхности частиц мела. Установлено, что молекулы оксифенольных олигомеров адсорбируются на поверхности частиц дисперсных материалов, образуя мономолекулярный слой. Адсорбция на поверхности частиц обеспечивается ионным взаимодействием отрицательных оксигрупп звена флороглюцина или резорцина с положительно заряженными активными центрами поверхности дисперсной фазы и дисперсионными силами взаимодействия между системой ароматических колец олигомеров и поверхностью частиц. Доказано, что введение оптимальной дозировки флороглюцинфурфурольного наномодификатора в суспензии мела и оксида цинка уменьшает среднечисленный радиус наномодифицированных частиц до размера первичных частиц исследуемых дисперсий - с 7 до 1 мкм для мела и с 5 мкм до 50 нм для оксида цинка, что свидетельствует о пептизирующем действии наномодификатора.

Бесплатно

Новая технология получения гранулированного присадочного материала с наномодифицирующими добавками для дуговой сварки сталей

Новая технология получения гранулированного присадочного материала с наномодифицирующими добавками для дуговой сварки сталей

Болдырев Александр Михайлович, Орлов Александр Семнович, Гущин Дмитрий Александрович

Статья научная

Сварка является одним из основных технологических способов соединения деталей и узлов при их изготовлении. Однако 70-80% разрушений металлоконструкций в процессе эксплуатации связано со сварными соединениями. Эти разрушения преимущественно хрупкие. Повышение стойкости сварных соединений против хрупкого разрушения актуально в связи с освоением северных и восточных регионов России. Самым перспективным способом повышения хладостойкости сварных соединений является измельчение зерна металла шва с помощью наномодифицирования. Однако введение наномодификаторов непосредственно в сварочную ванну через флюс или электродную проволоку не эффективно из-за их дезактивации и высокой температуры в зоне сварки. Поэтому было предложено применять модификаторы в смеси с охлаждающими макрочастицами при автоматической сварке под флюсом мостовых металлоконструкций с применением металлохимической присадки (МХП). МХП состоит из рубленой сварочной проволоки (гранулята), опудренной модифицирующей химической добавкой TiO2 в смесителе со смещенной осью вращения «пьяная бочка» по существующей технологии. Однако эта технология получения МХП не обеспечивает стабильной прочности сцепления модификатора с поверхностью гранулята и не имеет возможности контролировать её состав в производственных условиях, что, безусловно, отрицательно отражается на стабильности свойств сварных соединений. Поэтому одной из главных задач работы была модернизация существующей технологии с целью повышения прочности сцепления модификатора с гранулятом. В статье дано сравнение существующей и разработанной технологии изготовления МХП. Гранулометрический анализ порошка TiO2 показал, что при обработке МХП в планетарной мельнице происходит измельчение частиц диоксида титана до наноразмерного порядка. Показано, что приготовление МХП в высокоэнергетической планетарной мельнице (за счёт двухкратного повышения прочности сцепления модификатора с гранулятом) обеспечивает стабильный её состав, повышает хладостойкость (на 20-25%) и стабильность прочностных характеристик по длине сварного шва. В результате металлографических исследований установлено, что в шве формируется мелкозернистая структура с линейным размером зерна в 2 раза меньшим, чем при сварке по старой технологии. По результатам химического анализа металла шва установлено, что введение диоксида титана с МХП интенсифицирует переход Al2O3 из шлака в сварочную ванну и обеспечивает концентрацию титана в шве в 2 раза большую, чем при взаимодействии ванны с расплавленным флюсом АН-47 без добавок TiO2. Наличие в расплаве оксидов титана и алюминия эндогенного происхождения приводит к образованию в расплаве тугоплавких частиц с центром из TiO2 и Al2O3. Эти частицы являются центрами кристаллизации в хвостовой части ванны и остаются в металле шва в виде равномерно распределенных мелкодисперсных неметаллических включений, имеющих кристаллографическое сродство с матрицей (а-железа), что обеспечивает получение мелкозернистой структуры шва с повышенными и стабильными прочностными характеристиками.

Бесплатно

Новые технические решения в области нанотехнологий. Часть 2

Новые технические решения в области нанотехнологий. Часть 2

Иванов Леонид Алексеевич, Муминова Светлана Рашидовна

Статья научная

Новые технические решения, в т.ч. и изобретения, в области нанотехнологий и наноматериалов позволяют в строительстве, жилищно-коммунальном хозяйстве, смежных отраслях экономики добиться значительного эффекта. Изобретение «Способ диагностики дефектов на металлических поверхностях (RU 2581441)» относится к способам обнаружения дефектов и трещин на поверхности металлического оборудования и трубопроводов. На поверхность контролируемого объекта последовательно наносят в направлении от большего к меньшему диаметру суспензию наночастиц металла, обладающих свойством фотолюминесценции, имеющих сферическую форму и разный условный диаметр. После каждого нанесения производят сушку поверхности с последующим удалением с нее избыточных наночастиц. Затем осуществляют построчное сканирование поверхности объекта лучом фемтосекундного лазера и одновременно регистрируют интенсивность сигнала двухфотонной люминесценции в каждой исследуемой области с фиксированием местоположения указанной области и получением карты распределения интенсивностей свечения наночастиц, возбуждаемых лазерным излучением. На полученных картах выделяют области с максимальным значением интенсивности свечения и по координате и форме зафиксированной области свечения судят о координате и форме обнаруженного дефекта, а его поперечный размер принимают равным условному диаметру нанесенных наночастиц на данном этапе нанесения. Технический результат - повышение надежности и достоверности исследования. Также представляют интерес для специалистов следующие изобретения в области нанотехнологий: способ получения поковок из жаропрочных гранулированных сплавов (RU 2583564); способ получения нанокомпозита с двойным эффектом памяти формы на основе монокристаллов ферромагнитного сплава (RU 2583560); способ получения нано-структурированных покрытий титан-никель-цирконий с эффектом памяти формы (RU 2583222); способ получения нанокомпозитов на основе наночастиц золота, покрытых оболочкой из оксида кремния, и квантовых точек (RU 2583022); способ изготовления полимерного композита на основе ориентированных углеродных нанотрубок (RU 2560382); способ получения ферромагнитных металлических наночастиц с твердой изоляционной оболочкой (RU 2582870); способ синтеза эндоэдральных фуллеренов (RU 2582697); оптическая измерительная система и способ количественного измерения критического размера для наноразмерных объектов (RU 2582484); способ получения наноструктурированного покрытия и устройство для его реализации (RU 2575667) и др.

Бесплатно

Журнал