Термопластичні композити поліетилену з деревною мукою
Автор: Кузьмінський Ярослав Ігорович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Хімічні технології переробки полімерних та композиційних матеріалів
Інститут: Інститут хімії та хімічних технологій
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2023-2024 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Прогрес в області науки і техніки неможливий без інтенсивного використання пластмас [1]. Тому їхнє виготовлення становить щорічно декілька мільйонів тон і продовжує збільшуватись. Всі ці пластмаси необхідно переробити в різноманітні вироби. Ще в середині минулого століття пластмаси розглядалися як доступні і дешеві замінники інших матеріалів. Однак, розвиток науки і техніки привів до того, що завдяки унікальному комплексу властивостей вони стали в багатьох випадках незамінними матеріалами. Дійсно важко уявити собі розвиток робіт з освоєння космосу без оболонок ракет із склопластиків; розвиток медицини без штучного серця з пластмас, штучних кровоносних судин і т.д. Перераховані вище вироби показують, які різноманітні умови експлуатації повинна враховувати технологія, приступаючи до виробництва. Важливими представниками полімеризаційних полімерів є поліолефіни, полівінілхлорид, полістирол, поліакрилати. Із поліолефінів найбільше застосування знайшли поліетилен і поліпропілен [2,3]. Застосування поліетилену визначається комплексом його фізико-механічних, хімічних і діелектричних властивостей. З нього виготовляють труби , які мають високу корозійну стійкість , зберігають міцність при низьких температурах , фізіологічно нешкідливі, завдяки чому їх використовують для транспортування води, розчинів солей, соків, вина, пива і т.д. [4-9]. Плівки із поліетилену використовують в сільському господарстві – для парників, теплиць і зберігання овочів. Поліетилен застосовують також для захисту металічних покрить від корозії, для одержання легких і міцних пінопластів, іграшок, волокон [10-12]. Він широко використовується для ізоляції високочастотних кабелів в радіолокаційних, радіотехнічних і телевізійних установках, для ізоляції 4 підводних морських кабелів. Велике застосування поліетилен знаходить в житловому , промисловому і дорожньому будівництві. Необхідність покращення властивостей матеріалів, їх здешевлення, а також одержання матеріалів із специфічними властивостями, які неможливо одержати під час синтезу, зумовила створення багатьох багатотоннажних композицій, в основі яких є поліетилен. Однак не завжди і ці композиції задовольняють усі вимоги, необхідні для конкретного призначення композиційного матеріалу [13,14]. Дана робота присвячена створенню та дослідженню властивостей дисперсно-наповнених композитів на основі поліетилену та дисперсного наповнювача – деревної муки. Об’єкт дослідження: поліетилен та його композити з деревною мукою. Предмет дослідження: дослідження композитів поліетилену з деревною мукою, впливу композиційного складу та природи деревної муки на технологічні та експлуатаційні властивості композитів. Мета дослідження: розробити композиції поліетилену з активованою деревною мукою, дослідити вплив природи і кількості деревної муки на фізико-механічні та технологічні властивості композицій і розробити принципову технологічну схему їх одержання. Дослідження, виконані в магістерській кваліфікаційній роботі, ґрунтуються на використані класичних, у т.ч. сучасних, методів досліджень полімерних композиційних матеріалів. У роботі виконано огляд сучасних джерел літератури з проблем одержання та перероблення у вироби композицій поліетилену з наповнювачами, у т.ч. з деревною мукою, на підставі чого сформульовано мету та завдання досліджень. Описано характеристики використаних у роботі вихідних речовин та методики експериментів. Встановлено, що введення деревного наповнювача не залежно від його природи пропорційно від вмісту підвищує твердість пластмас і різко зменшує еластичність. Міцність та модуль пружності у цьому випадку залишаються на 5 рівні співрозмірних величин. Порівнюючи властивості пластмас на основі деревної муки різної природи, можна зробити висновок, що у випадку застосування твердих порід (дуб) модуль пружності майже на 30% перевищує такий показник для деревної муки з сосни. Вплив кількості і природи деревної муки на ПТР композицій має складний і неоднозначний характер. При невеликій кількості муки з сосни текучість композиції зростає і досягає максимуму (1,7 г/ 10 хв. ) при вмісті соснової муки 2%, після чого незначно зменшується. Такий вплив спричинений наявністю у сосновій муці до 5% смол і олив, які відіграють роль змащувального агента, покращуючи текучість композицій. Розроблена принципова технологічна схема одержання композиції поліетилену з деревною мукою. Виготовлена експериментальна партія композиції, яка випробувана в умовах діючого виробництва. Випробуваннями підтверджена придатність до переробки розробленої композиції методом лиття під тиском. Використання деревної муки у виробництві композитів поліетилену дасть змогу зменшити вартість матеріалу і зменшити використання пластику, що матиме відчутний позитивний екологічний ефект. Магістерська кваліфікаційна робота складається з вступу, 5 розділів, висновків і списку використаних літературних джерел, що містять 34 посилань. Матеріал роботи викладено на 85 сторінках друкованого тексту і містить 16 таблиць та 9 рисунків . Ключові слова: поліетилен, деревна мука, композити, технологічна схема. Перелік використаних літературних джерел. 1. Мамуня Е. П., Мишак В. Д., Лебедев Е. В. и др. Особенности формования древесно-полимерных материалов. – Пласт.массы. – 1999. – №8. – С. 390-401. 2. Тихонов Н. Н. Исследования в области переработки новых материалов на основе ПВХ, наполненного отходами деревообрабатывающей промышленности. – Пластические массы. – 2010. – №9. – С. 41-43. 3. Мамуня Е. П., Мишак В. Д., Шумский В. Ф. и др. Реологические свойства полимердревесного материала на основе полиэтилена. – Высокомол.соед. – 1998. – №11. – С. 839-844.