СРАВНИТЕЛЬНЫЕ РЕОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МОДИФИЦИРОВАННЫХ  СИНТЕТИЧЕСКИХ ОЛИГОМЕРОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В ПРОИЗВОДСТВЕ КОСТРОПЛИТ

 

Угрюмов С.А. (ГОУ ВПО КГТТУ, г. Кострома, РФ),

Цветков В.Е. (ГОУ ВПО МГУЛ, г. Москва, РФ)

 

The comparative results of definition of modules of elasticity of the modified glue are submitted on the basis of synthetic pitches, basic wood breeds and fires of flax.

 

Процесс осмоления  костры льна синтетическими связующими при производстве костроплит довольно сложен, поскольку необходимо равномерно распределить относительно небольшое количество клея по поверхности всех частиц, обладающих повышенной  удельной наружной поверхностью по сравнению с древесными. Кроме этого костра хуже смачивается жидкостями, что обусловлено наличием в ее составе водоотталкивающих воскообразных веществ и, следовательно, малым значением поверхностного натяжения. Для улучшения качества осмоления костры, применяемые клеевые составы на основе синтетических олигомеров  необходимо модифицировать поверхностно-активными веществами с целью снижения их поверхностного натяжения. Экспериментально установлено, что введение в клеевой состав поливинилацетатной дисперсии и спиртов (бутанового, изопропилового, гексилового и др.) способствует улучшению  смачивающей способности и существенному повышению физико-механических характеристик готовых костроплит.

Для достижения высокого качества склеивания  необходимо, чтобы реологические свойства субстрата превышали соответствующие реологические свойства отвержденного адгезива.

Оценка реологических свойств модифицированных клеевых композиций на основе карбамидоформальдегидного олигомера КФН-66 и фенолформальдегидного олигомера СФЖ-3014 производилась после их полного отверждения с применением консистометра Хепплера [1]. Исследования проводились при температуре 20°С на образцах в виде цилиндров высотой и диаметром 10 мм, которые изготавливались путем заливки в специальные формы  клеевых составов.

  При испытаниях отвержденных образцов модифицированных клеевых композиций, древесных пород и костры льна под воздействием постоянной нагрузки определялись величины деформаций  во времени. Полученные сводные результаты представлены в табл. 1.

 

Таблица 1 - Результаты определения деформаций

Образец	Упругая деформация, εупр, мм	Эластическая деформация, εэ, мм	Остаточная деформация, εост, мм	Общая деформация, εобщ, мм	Время приложения нагрузки,  τ, с
КФН-66	0,05	0,01	0,055	0,115	150
КФН-66 + 1% бутанола	0,06	0,01	0,055	0,125	150
КФН-66 + 2% бутанола	0,07	0,01	0,04	0,12	150
КФН-66 + 3% бутанола	0,07	0,01	0,04	0,12	150
КФН-66 + 10% ПВА	0,08	0,01	0,10	0,19	180
КФН-66 + 20% ПВА	0,105	0,015	0,135	0,255	190
КФН-66 + 30% ПВА	0,105	0,015	0,135	0,255	190
СФЖ-3014	0,08	0,01	0,085	0,175	170
СФЖ-3014 + 1% бутанола	0,085	0,01	0,085	0,18	170
СФЖ-3014 + 2% бутанола	0,09	0,01	0,085	0,185	170
СФЖ-3014 +  3% бутанола	0,09	0,01	0,085	0,185	170
СФЖ-3014 + 10% ПВА	0,10	0,015	0,095	0,21	190
СФЖ-3014 + 20% ПВА	0,11	0,015	0,14	0,265	190
СФЖ-3014 + 30% ПВА	0,115	0,015	0,145	0,275	190
Береза	0,080	0,015	0,07	0,165	150
Сосна	0,085	0,02	0,1	0,205	150
Костра льна	0,095	0,02	0,105	0,22	150

 

Рассчитанные реологические характеристики исследуемых образцов по соответствующим методикам [1,2] представлены в  табл. 2.

 

Таблица 2 - Реологические свойства отвержденных клеев и наполнителей композиционных материалов

Образец	Модуль упругости, Е1, МПа	Модуль относительной медленной эластической деформации, Е2, МПа	Модуль эластичности, Еэ, МПа	Степень эластичности, α, %	Динамическая вязкость, η1.105, Па.с
КФН-66	1200	6000	1000	16,7	1,64
КФН-66 + 1% бутанола	1000	6000	857,1	14,2	1,64
КФН-66 + 2% бутанола	857,1	6000	750,0	12,5	1,8
КФН-66 + 3% бутанола	857,1	6000	750,0	12,5	1,8
КФН-66 + 10% ПВА	750,0	6000	666,7	11,1	1,08
КФН-66 + 20% ПВА	571,4	4000	500,0	12,5	0,84
КФН-66 + 30% ПВА	571,4	4000	500,0	12,5	0,84
СФЖ-3014	750	6000	666,7	11,1	1,2
СФЖ-3014  + 1% бутанола	705,9	6000	631,6	10,5	1,2
СФЖ-3014 + 2% бутанола	666,7	6000	600,0	10,0	1,2
СФЖ-3014 +  3% бутанола	666,7	6000	600,0	10,0	1,2
СФЖ-3014 + 10% ПВА	600,0	4000	521,7	13,0	1,2
СФЖ-3014 + 20% ПВА	545,5	4000	480,0	12,0	0,81
СФЖ-3014 + 30% ПВА	521,7	4000	461,6	11,5	0,78
Береза	750,0	4000	631,6	15,8	1,28
Сосна	705,9	3000	571,4	19,0	0,90
Костра льна	631,6	3000	521,7	17,4	0,86

 

Анализ полученных результатов показал, что модули упругости  и эластичности костры льна меньше, чем модули упругости и эластичности древесных пород и отвержденных немодифицированных олигомеров, при этом основные реологические характеристики фенолформальдегидного олигомера меньше аналогичных показателей, характерных для карбамидоформальдегидных олигомеров. При введении бутанола модули упругости и эластичности отвержденных клеевых композиций несколько снижаются, приближаясь к соответствующим значениям для костры льна. Модификация клеевых композиций поливинилацетатной дисперсией дает более значимый  эффект. Кроме этого, при данной модификации существенно уменьшается усадка отвержденной клеевой композиции, что снижает вероятность появления внутренних напряжений и способствует образованию прочных клеевых связей.

 

Литература

1. Лабораторные работы и задачи по коллоидной химии / под ред. Фролова Ю. Г., Гродского А.С. – М.: Химия, 1986. – 214 с.

2.      Виноградов Г.В. Реология полимеров / Г.В. Виноградов, А.Я. Малкин. –М.: Химия, 1977. -438 с.