Бийский технологический институт (филиал)




НазваниеБийский технологический институт (филиал)
страница6/15
Дата03.02.2016
Размер4.12 Kb.
ТипТезисы
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15

Модификация структуры натуральных ВММ


Г.Р. Рахматуллина


Казанский государственный технологический университет

г. Казань, ул. К. Маркса, 68; Gulnaz-f@yandex.ru


Исследовалось воздействие низкотемпературной плазмы на высокомолекулярный материал представленный в виде натуральной кожи. Кожа обрабатывалась в высокочастотной (ВЧ) плазменной установке состоящей из систем газоснабжения, откачки, охлаждения; вакуумной камеры; электродов; ВЧ генератора. Параметры ВЧ-плазмы пониженного давления варьируются в следующих пределах: концентрация электронов (nе)1016-1019м-3, плотность тока в плазме (j) 102-1,8*106 А/м-2, напряженность магнитного поля в плазме (Н) (1-50)*102 А*м-1, частота столкновений электронов с тяжелыми частицами (νc) 108-1010 с-1.

Обработку образцов кожи проводили следующим образом: производили предварительную откачку воздуха из вакуумной камеры, в вакуумную камеру напускали рабочий газ. Регулировкой вентиля, соединяющего вакуумную камеру с вакуумным насосом, устанавливали заданное давление. При подаче на электроды ВЧ напряжения в разрядной камере за счет нагрева плазмообразующего газа до состояния плазмы образуется плазменный поток – инструмент обработки. Режим плазменной модификации регулировали путем изменения расхода газа 0-0,08 г/с, энергии ионов 30-100 эВ, давления в разрядной камере 13,3-133 Па, длительности обработки 1-10 мин. В качестве плазмообразующего газа использовался аргон.

Кожа, помещенная в плазму ВЧ разряда пониженного давления, становится дополнительным электродом и у ее поверхности образуется слой положительного заряда (СПЗ) толщиной 10-3 м. Причиной возникновения СПЗ являются колебания электронного газа относительно малоподвижных ионов в осцилирующем электрическом поле. Ионы плазмы, ускоряясь в электрическом поле СПЗ, приобретают дополнительную энергию до 100 эВ и формируют направленный поток на
кожу.

Ионная бомбардировка является одним из основных факторов воздействия ВЧ плазмы пониженного давления на натуральную кожу, приводящих к изменениям структуры материалов.

Кроме того, ионы, попавшие на поверхность рекомбинируют с выделением энергии ионизации, которая составляет 12,1-24,4 эВ, в зависимости от вида плазмообразующего газа (для аргона - 15,76 эВ). Этой энергии достаточно для разрыва 4-6 подряд идущих водородных связей, что ведет также к изменению надмолекулярной структуры. Поэтому рекомбинация ионов является также существенным фактором, способствующим изменению свойств натуральной кожи.

Таким образом, наиболее вероятными процессами, ответственными за модификацию поверхности натуральных материалов в ВЧ плазме пониженного давления являются бомбардировка низкоэнергетическими ионами, а также рекомбинация ионов на поверхности.

Модификация натуральной кожи за счет воздействия низкоэнергетических ионов рассматривалась на стадии покрывного крашения.

Покрывное крашение заключается в нанесении на лицевую поверх­ность кожи покрытия для придания ей красивого внешнего вида, защиты от влаги, механических и химических воздействий. При этом выравнивается неоднородность лицевой поверхности кожи, улуч­шаются ее эксплуатационные свойства; кожа с покрытием меньше загрязняется, грязь с нее легко счищается. Для получения кож с естественным лицом полуфабрикат должен быть высокого качества с минимумом пороков. Однако полуфабрикат из сырья повышенной массы, как правило, имеет многочисленные лицевые дефекты и поэтому
значительная его часть подвергается облагораживанию, т. е. шлифованию с последующим созданием искусственной лицевой поверхности из полимерных материалов. Таким образом, следует различать два направления покрывного крашения: отделка кож с натуральной лицевой поверхностью и облагораживание шлифованного полуфабриката.

С целью выявления наилучших режимов плазменной обработки при покрывном крашении кож оценивали адгезионную способность покрытия к коже.

При воздействии плазмы на естественную кожу максимальная адгезия покрытия к коже происходит при энергии ионов 23 эВ, а для шлифованной кожи максимальная адгезия покрывной пленки получена при обработке НТП с энергией ионов 27 эВ.

Увеличение величины энергии ионов для шлифованной кожи по сравнению с сухой кожей, имеющей естественную лицевую поверхность, связано с хаотичным расположением структурных волокнистых элементов на поверхности после снятия лицевого слоя в процессе шлифования. Для создания усредненной структуры шлифованной коже необходимо сравнительно большая энергия ионов при обработке плазмой. Энергия ионов равная 27 эВ является в этом случае наилучшим значением, т.к. дальнейшее увеличение её ведет к снижению адгезии пленки к поверхности шлифованной кожи.

Таким образом установлено, что плазменная обработка с энергий ионов 16-38 эВ и плотностью ионного тока 0,1-0,47 А/м-2 позволяет изменять структуру и регулировать свойства натуральных высокомолекулярных материалов.


Применение метода послойного определения для исследования диффузии воды в полимерных композиционных системах


Н.Г. Игонин


Федеральный научно-производственный центр «Алтай»,

ул. Социалистическая, 1, e-mail: ngign@mail.biysk.ru


Метод послойного определения содержания диффундирующего вещества (или, по-другому, снятия слоев) является одним из наиболее значимых и употребляемых для исследования диффузии. Тем не менее, в случае диффузии воды в полимерных системах он до сих пор не нашел широкого распространения, главным образом, вследствие того, что существует весьма ограниченное количество способов корректного определения концентрации воды в полимере. По утверждению специалистов существует всего два таких способа – кулонометрия в гидратированной пленке пятиокиси фосфора и титрование по К. Фишеру после выпаривания влаги из навески полимера при повышенной температуре. Все остальные методы (спектроскопические, весовой и т. д.) либо измеряют опосредованные характеристики, которые могут изменяться не только от содержания воды, либо не обладают достаточной точностью.

Само практическое применение метода послойного определения для полимерных систем сопровождается рядом значительных погрешностей: в ходе разрезки на отдельные слои влага неизбежно теряется, что может приводить к ошибкам измерений; заклеивание образца перед проведением эксперимента не может полностью герметизировать материал от нежелательного бокового потока, неизбежно присутствует диффузионный поток по клеевому эпоксидному соединению; для полного выпаривания влаги из навески материала необходим выбор режима выпаривания, который определяется экспериментально. Очевидно, в том случае, если диффузионное поведение материала строго подчиняется закону Фика никаких преимуществ метода послойного определения по сравнению со стандартным гравиметрическим не существует вследствие значительных экспериментальных ошибок первого. Ясно, что наличие вышеуказанных погрешностей метода послойного определения приводит к необходимости обоснования его применения в полимерных системах. Между тем в известной литературе не представлено такое обоснование, по крайней мере, для методики, основанной на первом принципе (кулонометрия в гидратированной пятиокиси фосфора).

Полимерные композиционные материалы (ПКМ) - один из важнейших типов современных конструкционных материалов. Важной чертой таких материалов, как и всех полимеров, является их влагопроницаемость. Совершенно очевидно, что диффузия в таких гетерогенных многокомпонентных системах носит более осложненный характер, чем в чистых полимерах, и значительно чаще не подчиняется обычному закону Фика. Между тем, методы исследования диффузии, основанные на проницаемости, для ПКМ имеют меньшее значение, чем для ненаполненных полимеров.

В ходе серии экспериментов по изучению закономерностей диффузии влаги в различные типы ПКМ, проведенной автором, был выявлен целый ряд аномалий диффузионного поведения, тщательное рассмотрение которых приводит к мысли о необходимости применения метода послойного определения в таких сложных системах (т. е. может служить обоснованием его применения в случае диффузии влаги в ПКМ):

– диффузионные аномалии, обусловленные сложным «надкомпозиционным» строением материала, структурный элемент которого сравним с размером образца

Примером такой аномалии может служить система чередующихся в направлении основного диффузионного потока и перпендикулярна ему слоев двух разных типов, обнаруженная при исследовании диффузии влаги в эпоксидном органопластике. При рассмотрении и моделировании диффузионного поведения такого материала было обнаружено, что при некоторых промежуточных значениях толщин отдельных слоев и достаточно высоких влагозащитных свойствах ПКМ диффузия нефиковская и гравиметрический метод как на стадии сорбции, так и на стадии десорбции может приводить к недопустимо высоким погрешностям (связанным с гетерогенностью и неравнозначностью характеристик конкретных образцов), то есть применение метода послойного определения является более предпочтительным.

– диффузионные аномалии, обусловленные наличием поверхностной кромки с сильно отличающимися от внутренней части диффузионными характеристиками

При исследовании диффузии воды в эпоксидных (ЭДИ, ЭХДИ, ТС) базальтопластиках был обнаружен экстремальный тип профиля, происхождение которого объясняется, как оказалось, образованием при взаимодействии с водой поверхностного слоя с другими диффузионными характеристиками за счет вымывания и изменения состава базальтовой фазы и деструкции окружающего связующего. Ясно, что эксперименты по гравиметрии, проведенные на образцах, в толщине которых значительную часть занимает толщина образовавшейся кромки, дают неверные значения диффузионных характеристик. Оценить толщину кромки, чтобы выбрать адекватный размер образца можно только применением метода послойного определения.

– диффузионные аномалии, обусловленные протеканием сопутствующих химических реакций

Исследования, проведенные на эпоксидном стеклопластике, выявили значительное (на порядки) несоответствие значений коэффициентов диффузии, измеренных на стадии сорбции, десорбции и методом послойного определения, причем последний метод дает наиболее характерное значение для диффузии воды в эпоксидные стеклопластики (по многочисленным литературным данным). Природа же данной аномалии обусловлена, скорее всего, с процессом доотверждения связующего, на который расходуется влага.

– диффузионные аномалии, обусловленные изменением структуры материала в ходе диффузии воды

При исследовании диффузии воды в фенолформальдегидном углепластике было отмечено постоянство значений коэффициента диффузии на стадии сорбции при изменении относительной влажности, при которой проводился эксперимент, и его возрастание на стадии десорбции с возрастанием влажности с которой производилась осушка. Все это говорит о том, что в процессе диффузии воды в материале происходят необратимые структурные изменения, которые приводят к росту коэффициента диффузии. Хотя в данном случае гравиметрия адекватно оценивает численные значения диффузионных характеристик, тем не менее, выявить возрастание коэффициента диффузии данным методом удается лишь на стадии десорбции, что занимает достаточно длительный промежуток времени и не всегда возможно. В то же время методика послойного определения позволяет выявить это возрастание уже на стадии сорбции.

Вывод: На основании рассмотрения вышеописанных аномалий можно сделать заключение, что в общем случае для изучения диффузии воды в таких сложноструктурированных, неоднородных средах как полимерные композиты необходимо дополнительное применение метода послойного определения.


ПОЛИМЕРНОСОЛЕВЫЕ КОМПОЗИЦИИ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В ГАЗОГЕНЕРИРУЮЩИХ И ПИРОТЕХНИЧЕСКИХ СМЕСЯХ


Д.В. Тихонов, В.Н. Попок


ФГУП «ФНПЦ «Алтай», 659322, г. Бийск, ул. Социалистическая, 1;

E-mail:vnpopok@mail.ru


В последнее время резко возросло количество технических устройств, использующих газогенерирующие композиции. В связи с чем встала задача разработки дешевых, высокоэффективных, безопасных и надежных газогенерирующих композиций. Как показано в литературе, наиболее оптимальными композициями, удовлетворяющими этим требованиям, являются системы на основе нитрата аммония (НА). Однако, для практической реализации таких композиций необходимо решить ряд вопросов, связанных с применением НА в качестве окислителя. Прежде всего, это проблема фазовой стабилизации НА в температурном интервале от -50 оС до +50 оС, а также задача повышения эффективности горения нитратных композиций.

Как показано в литературе решение последней проблемы стандартным методом (введение металлического горючего) не может быть эффективно решена из-за низкой температуры горения нитратных композиций при которой не могут быть реализованы все энергетические возможности металлического горючего. А применение энергетических добавок и порошкообразных катализаторов ограниченно ввиду жестких требований по взрывобезопасности и наличию конденсированных частиц в продуктах сгорания.

В настоящей работе приведены результаты исследований по разработке полимерносолевых композиций, включающих НА и полярные полимеры. Проведены исследования влияния типа полимера, соотношения НА/полимер на параметры горения и термического разложения, температуру горения, сигнатуру продуктов сгорания, удельный импульс полимерносолевых нитратных композиций, а также на температуры полиморфных переходов НА.

Показано, что предлагаемый подход позволит существенно повысить эффективность горения НА и при этом решить проблему его фазовой стабилизации.


ВЛИЯНИЕ ТИПА ПОЛИМЕРА НА КРИТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ И ГОРЕНИЯ ГАЗОГЕНЕРИРУЮЩИХ КОМПОЗИЦИЙ


Ю.А. Пивоваров, В.Н. Попок


ФГУП «ФНПЦ «Алтай», 659322, г. Бийск, ул. Социалистическая, 1;

E-mail: vnpopok@mail.ru


Газогенерирующие композиции (ГК) применяются в качестве источника рабочего тела в различных газогенераторах (системы пожаротушения, подушки безопасности автомобилей, системы интенсификации добычи нефти, автономные системы подъема затонувших объектов и др.).

В последнее время интенсифицировались работы по исследованию и разработке ГК на основе нитрата аммония (НА), который характеризуется отсутствием экологически неблагоприятных соединений в продуктах сгорания, низкой стоимостью, низкой чувствительностью к детонационным и механическим воздействиям. Основным фактором, препятствующим широкому распространению НА в качестве штатного окислителя ГК является низкая эффективность горения нитратных составов, обусловленная, прежде всего, низкой скоростью горения и большими энергомассовыми потерями на шлакообразование и агломерацию.

Одним из наиболее эффективных путей повышения эффективности горения нитратных ГК является варьирование компонентов горючего-связующего (ГСВ), в частности полимера. В литературе показано, что свойства ГСВ определяются свойствами применяемого полимера и пластификатора, поэтому представляется актуальной возможность увеличения эффективности горения нитратных ГК путем варьирования входящего в состав ГСВ полимера. Учитывая, что на ГК накладываются строгие требования по содержанию конденсированных продуктов сгорания, применение многих катализаторов и металлического горючего ограничивается и именно варьирование типа полимера, входящего в состав ГСВ является наиболее оптимальным и эффективным решением проблемы низкой эффективности горения нитратных композиций.

Таким образом, целью настоящей работы является исследование типа полимера на воспламеняемость и горение газогенерирующих композиций на основе НА.


ВЛИЯНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ГРУПП КОМПОНЕНТОВ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ НА ТЕРМИЧЕСКУЮ СТОЙКОСТЬ СМЕСЕЙ С УЛЬТРАДИСПЕРСНЫМИ МЕТАЛЛИЧЕСКИМИ НАПОЛНИТЕЛЯМИ


В.Н. Попок, Н.П. Вдовина


ФГУП «ФНПЦ «Алтай», 659322, г. Бийск, ул. Социалистическая, 1;

E-mail: vnpopok@mail.ru


Полимерные композиции (ПК) применяются в качестве источника рабочего тела в различных газогенерирующих и энергетических установках. Одной из главных задач в области разработки ПК является повышение их эффективности, а именно: увеличение скорости горения, снижение потерь на шлакообразование и агломерацию, снижение зависимости скорости горения от давления. Наиболее перспективным направлением в данной области является введение в состав ПК ультрадисперсных порошков.

В литературе имеется большое многообразие данных по влиянию типа и содержания ультрадисперсных порошков на горение и термическое разложение различных ПК, в которых показана высокая эффективность данного подхода.

Также имеются данные по высокой каталитической активности оксидных покрытий ультрадисперсных порошков, в отличие от микродисперсных. Это может привести к невоспроизводимости характеристик горения ПК, содержащих ультрадисперсные порошки, а в некоторых случаях к повышению взрывоопасности таких ПК.

Таким образом, для корректной компоновки ПК, содержащих ультрадисперсные порошки необходимо оценить параметры совместимости ультрадисперсных порошков с компонентами ПК.

Целью настоящей работы является исследование методами дифференциально-сканирующей калориметрии и ампульно-хроматографического анализа совместимости ультрадисперсных порошков с такими компонентами ПК, как окислители и горючие-связующие. Установлено, что на совместимость ультрадисперсных порошков с компонентами ПК оказывает влияние наличие различных функциональных групп.

1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15

Похожие:

Бийский технологический институт (филиал) iconБийский технологический институт (филиал)
Работа подготовлена на кафедре производственной безопасности и управления качеством
Бийский технологический институт (филиал) iconБийский технологический институт (филиал)
«Метрология, стандартизация и сертификация» для студентов специальности 151001 «Технология машиностроения» / Т. Н. Зырянова; Алт...
Бийский технологический институт (филиал) iconБийский технологический институт (филиал)
В методических рекомендациях представлены тексты для развития навыков компресии: пересказа, аннотирования, реферирования. Материалом...
Бийский технологический институт (филиал) iconБийский технологический институт (филиал)
Основы обеспечения качества: методические рекомендации по выполнению самостоятельной работы и изучению дисциплины «Основы обеспечения...
Бийский технологический институт (филиал) iconДимитровградский инженерно-технологический институт филиал нияу мифи
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Бийский технологический институт (филиал) icon1. Схемотехнические проблемы построения цифровых узлов и устройств
Трёхгорный технологический институт – филиал Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего
Бийский технологический институт (филиал) iconМинистерство образования и науки РФ старооскольский технологический институт им. А. А. Угарова
Филиал федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования
Бийский технологический институт (филиал) iconРоссийской Федерации Саратовский государственный технический университет Технологический институт (филиал) сгту кафедра Материаловедение
Определение геометрических параметров шарнирного четырехзвенника. Построение плана положений механизма
Бийский технологический институт (филиал) icon«Донской государственный технический университет» Администрация г. Азова
Азовский технологический институт – филиал дгту проводит II региональную научно-практическую конференцию «Модернизация российской...
Бийский технологический институт (филиал) iconСписок членов совета учебно-методического объединения высших учебных заведений РФ по образованию в области авиации, ракетостроения и космоса (умо арк)
Арсеньевский технологический институт (филиал) Дальневосточного федерального университета (двпи имени В. В. Куйбышева)
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib2.znate.ru 2012
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница