Худяков, Владислав Анатольевич. Разработка и исследование свойств модифицированных эпоксидных композитов для защиты от радиации

Краткое описание

Худяков, В. А.. Разработка и исследование свойств модифицированных эпоксидных композитов для защиты от радиации : диссертация ... кандидата технических наук : 05.23.05.- Пенза, 1994.- 160 с.: ил. РГБ ОД, 61 94-5/1774-X

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РФ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ
ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ
На правах рукописи
Худяков Владислав Анатольевич
РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЭПОКСИДНЫХ КОМПОЗИТОВ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ РАДИАЦИИ
Специальность - 05.23.05. Строительные материалы и изделия
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук
Научный руководитель:
член-корреспондент РААСН
A. П. Прошин
Научный консультант:
академик РААСН
B. И. Соломатов

ПЕНЗА - 1994 г.

- 2 - ОГЛАВЛЕНИЕ
стр.
Принятые сокращения 4
Введение 4
ГЛАВА 1. СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ РАДИАЦИИ 7
1.1 Взаимодействие ионизирующих излучений с материа¬лами защиты 7
1.2 Металлические материалы 11
1.3 Бетоны. 14
1.4 Полимерные материалы. ..... 22
ГЛАВА 2. ПРИМЕНЯЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 26
2.1 Цель и задачи исследования 26
2.2 Применяемые материалы и их характеристики 27
2.3 Методы исследования и аппаратура 31
2.4 Математические методы планирования экспериментов... 38
ГЛАВА 3. СТРУКТУР00БРА30ВАНИЕ ЭПОКСИДНЫХ КОМПОЗИТОВ ДЛЯ
ЗАЩИТЫ ОТ РАДИАЦИИ 46
3.1 Влияние кремнийорганических добавок на смачива¬ние наполнителя 46
3.2 Плотность особо тяжелых эпоксидных композитов 50
3.3 Влияние степени наполнения и модифицирующих добавок на реологические свойства эпоксидных композиций 58
3.4 Теплофизические свойства модифицированных эпок¬сидных композитов 67
Выводы 72
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЧНОСТНЫХ И ДЕФОРМАТИВНЫХ СВОЙСТВ

- З -
ЭПОКСИДНЫХ КОМПОЗИТОВ 74
4.1 Усадка эпоксидных полимеррастворов. 74
4.2 Внутренние напряжения модифицированных эпоксид¬ных композитов 78
4.3 Прочностные свойства эпоксидных композитов с добавками кремнийорганических соединений. 84
4.4 Деформативные свойства эпоксидных композитов с добавками кремнийорганических соединений 92
Выводы 98
ГЛАВА 5. ВОДОСТОЙКОСТЬ ЭПОКСИДНЫХ КОМПОЗИТОВ 99
5.1 Водостойкость немодифицированных эпоксидных ком¬позитов 101
5.2 Водостойкость модифицированных эпоксидных компо¬зитов 103
Выводы. 108
ГЛАВА 6. ВЛИЯНИЕ ГАММА-ОБЛУЧЕНИЯ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА
ЭПОКСИДНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ 109
6.1 Влияние вида наполнителя на защитные свойства эпоксидных композитов. 109
6.2 Влияние степени наполнения на защитные свойства эпоксидных композитов 116
6.3 Влияние легирующих и модифицирующих добавок на защитные свойства эпоксидных пресскомпозитов 121
ВЫЕОДЫ 125
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 127
ЛИТЕРАТУРА 129
ПРИЛОЖЕНИЯ... 142

Список литературы

Выводы по главе 6,
1. Применение в качестве заполнителей ЭК отходов производства стекла марки ТФ-110 способствует повышению коэффицентов ослабления

чей на 57* и о&%, соответственно, по сравнению о составами на БаьС?4 и hiug*
2. ЭК на РЬО, ТФ-110, BaS04 имеют более устойчивую структуру к радиационному воздействию по сравнению с композитами на SiOg.
3. Эпоксидные преоокомпозиты имеют более высокие коэффиценты ослабления гамма-излучений и более высокую радиационную стойкость по сравнению с литьевыми аналогами.
4. Наиболее оптимальной степенью наполнения защитных композитов на ТФ-110 с позиции радиационной стойкости будет П/Н-1/22.
5. Воздействие гамма-лучей до поглощенной дозы 4,8-10° Гр менее опасно для эпоксидных пресскомпозитов по сравнению с дозой в 2,5-Ю6 Гр. . . .
6. Введение в ЭК дисперсных легирующих добавок - 5% РвО и 10% ... BaS04 способствует повышению средней плотности, коэффицентов ослабления и радиационной стойкости композитов.
7. Малые добавки К0-916К; KQ-919T; КО-922; ГЖ 136-41
способствуют повышению структурной устойчивости эпоксидных пресскомпозитов к воздействию радиации.

1. Разработаны эпоксидные композиты с наполнителем марки ТФ-110, имеющие повышенную плотность (ро-4180-4250 кг/м,:5) и коэф- фиценты ослабления гамма-лучей (t-O,278-0,280 ом-1).
2. Установлено, что добавки КОЖ способствуют снижению вязкос¬ти эпоксидного связующего. Максимальный пластифицирующий эффект получен при введении КОЖ в эпоксидную смолу в количестве: 3,0%- для КО 916К, КО 9191, КО-922 и 0,10% - для гидрофобизирующей жид¬кости 136-41.
3. Экспериментально показано, что реологические свойства эпоксидных композитов можно регулировать за счёт изменения степени наполнения. Увеличение степени наполнения ЭК на ТФ-110 выше соот¬ношений П/Н—1/10 (по массе) приводит к замедлению кинетики отверж¬дения композиций до 180-210 минут.
4. Установлено, что добавки КОЖ способствуют эффективному ре¬гулированию пластично-вязких свойств эпоксидных композиций. Малые концентрации добавок - 0,5-1,0% - для кремнийорганических лаков и 0,01-0,05% - для гидрофобизирующей жидкости выступают в роли ката-лизаторов отверждения.
5. Добавки КОЖ снижают усадочные напряжения и деформации ЭК. Практически безусадочные материалы (£-0,050-0,055%) получены при введении КОЖ в количестве: 3,0%- для К0-916К, К0-919Т, КО-922 и
0,10% - для ГЖ - 136-41.
6. Установлено, что добавки модификаторов в количестве 0,5% кремнийорганических лаков и 0,01% гидрофобизирующей жидкости спо¬собствуют повышению прочностных показателей ЭК (бс*г140 МПа).
7. Экспериментально установлено, что дисперсные добавки окси¬да свинца и барита, вводимые в составы ЭК, способствуют повышению

радиационной стойкости и коэффицентов ослабления гамма-лучей (t- 0,313-0,330 см-1).
8. Установлено, что добавки КОЖ Б количестве 0,5% - для . кремнийорганических лаков и 0,01% для гидрофобизирующей жидкости способствуют повышению устойчивости структуры ЭК к воздействию гамма-лучей и повышению радиационной стойкости материалов.
9. Разработанные эпоксидные композиты внедрены на предприятии П/'я А-3293 Пензенской области. Экономический эффект от внедрения разработанных материалов при устройстве облицовочных покрытий ог¬раждающих конструкций составил с одного квадратного метра покрытия в ценах конца 1993 года 970 тыс, рублей.