Разработка технологии получения термообработанного наполнителя для создания строительных, электротехнических и электронных материалов - Научная работа

Известно, что дальнейшее развитие промышленности создания и получения композиционных и дисперсных материалов неразрывно связано с постоянным расширением сырьевой базы, совершенствованием качества наполнителя и эффективности его производства. Анализ и прогнозная оценка различных композитных, дисперсных, керамических и других систем, являющихся основой для получения перспективных материалов с регулируемыми свойствами показывает, что наибольшее внимание уделяется синтезированию композитных, керамических, дисперсных и высокоэластичных материалов на основе усиления их наполнителями, основным из которых являются порошки оксидных и других минералов, технический углерод и др. В данное время новый уровень требований , которые предъявляют современная техника к свойствам композитных, керамических, дисперсных , высокоэластичных и других материалов заставляет искать другие возможности получения материалов обладающих более высокими термостойкостью, прочностью, пористостью, эластичностью, а для ряда областей применения - более высоким уровнем специфических свойств(электрических, магнитных, оптических, радиационных и др.). Этот процесс требует расширение фундаментальных исследований, имеющих технологическую направленность и обеспечивающих создание новых технологий и материалов на основе местных сырьевых ресурсов. Физико-химические и прочностные свойства таких материалов будут определяться с одной стороны природой и свойствами компонентов наполнителя, с другой - распределением наполнителя в матрице, типом структур, которые образуют частицы наполнителя, контактными взаимодействиями между частицами и процессами на поверхности наполнителя.При смешивании компонентов КМ и ДМ происходит изменение параметров наполнителя: наполнитель «обкатывается», изменяется гранулометрический состав и форма частиц, происходит механически удаление оксидной пленки. При этом физико-механические характеристики такой структуры зависит в общем случае от количества непосредственных контактов между частицами, приходящегося на одну частицу. Другими словами физико-механические параметры является функцией количества межчастичных контактов приходящихся на одну частицу. Ребиндер выделял три вида контактов в дисперсных системах: - непосредственный или атомный контакт;Наполнители различным образом влияют на свойства резины. Наполнители подразделяются на неактивные и активные наполнители, часто называемые усилителями. Все наполнители в той или иной степени влияют на технологические свойства резиновых смесей, т.е. на способность их шприцеваться, каландроваться, на усадку и жесткость; все наполнители повышают твердость и понижают эластичность резины. Под усилением каучука наполнителем понимается такое изменение свойств вулканизатов, в результате которого увеличивается предел прочности при растяжении, сопротивление истиранию и раздиру, возрастают напряжение при данном растяжении и твердость. К таким свойствам, определяющим прочность связи наполнителя с каучуком, относятся: дисперсность, форма частиц, характер функциональных поверхностных групп.О зависимости между адсорбцией и усиливающим эффектом наполнителя (например, какого - либо типа сажи) судят по механической прочности резины: в ряде случаев наблюдается прямая зависимость прочности от величины адсорбции и одновременно от величины удельной поверхности наполнителя[1-4]. По способности упрочняться при наполнении усилителями каучуки весьма резко разделяются на две группы. Прочность вулканизатов на основе кристаллизующихся каучуков (натуральный, хлоропреновый, бутилкаучук) при усилении наполнителями увеличивается незначительно (в 1,1 - 1,6 раза больше чем вулканизатов незаполненных смесей). Слабое влияние активных наполнителей на прочность резин и кристаллизующихся каучуков и обусловлено тем, что к моменту разрыва, благодаря такому самоусилению каучука, резина содержит близкое к оптимальному наполнению количество кристаллитов. В каучуке, смешанном с активными наполнителями, значительная часть пространственной сетки полимера адсорбирована на поверхности частиц наполнителя, причем сила связи макромолекул с частицей наполнителя больше чем сила взаимодействия макромолекул между собой, и меньше, чем их прочность.Исследование физико-химических свойств углеродных и минеральных наполнителей позволяет дать оценку адсорбционной активности, физико-химических свойств поверхности порошкообразных частиц и прогнозировать поведение в композитах и дисперсных системах.До настоящего времени нет универсальной концепции переработки угля, так как различаются исходное сырье и, главным образом, требования на углеродных наполнителей реальных и потенциальных потребителей. Анализ процессов термообработки угля показывает, что в последнее время имеет место перехода от применения внешнего нагрева угля к внутреннему нагреву. К ним относятся: нагрев частиц угля, испарение содержащийся в них влаги, деструкция угля, крекинг и горение летучих веществ, физико-химические превращения минеральной части угля, гетерогенное реагирование твердого остатка

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1.Физико-химическиеособенности наполнителей

1.1 Влияние распределения наполнителя в матрице на физико-механические параметры

1.2 Наполнители резиновых смесей

1.2.1 Дисперсность наполнителя (размер частиц и удельная поверхность)

1.2.2 Адсорбционные свойства и прочности связи наполнителей

1.3 Изучение физико-химических свойств углеродных и минеральных наполнителей различной природы

1.3.1 Физико-технологические процессы термообработки угля

1.4 Кинетические процессы термического разложения угля

2.Взаимосвязь структуры и технологических свойств дисперсных систем

2.1 Теория самоорганизации и сложные (детерминированные) системы

2.2 Основные проблемы структурной механики дисперсных и композиционных материалов

2.3 Принципы оптимизации в материалах фрактальных структур с использованием самоорганизующих технологий

2.4 Фрактальный анализ структуры в дисперсно-наполненных полимерных(резиновых) композитах

3. Технология получения электроизоляционных резинотехнических материалов

Вывод

Список использованной литературы