VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

Современные условия строительства и эксплуатации объектов различного назначения диктуют новые требования к решению задач герметизации и гидроизоляции внешних и внутренний поверхностей зданий. Защита бетонных, металлических и прочих оснований требует комплексных решений с применением герметиков, тампонажных масс и высокоэффективной гидроизоляции. Одним из новых классов полимеров, применяемых как для изготовления герметиков, так и для напыляемых покрытий, является полимочевина.

В связи с расширением сфер применения полимочевин возникает необходимость расширения ассортимента предлагаемых композиций, отличающихся набором эксплуатационных свойств в зависимости от требований заказчика. Анализ литературы показал, что расширение ассортимента, то есть варьирование свойств конечного продукта, возможно за счет изменения соотношений компонентов уже известных композиций.

Целью проводимой работы было оценить изменение физико-механических свойств полимочевины при изменении изоцианатного индекса системы. Проследить зависимость этих свойств от соотношения компонентов, измерить их плотность и вязкость для точной оценки дозировки компонентов, подбора температурных режимов нанесения покрытия.

В ходе работы выявлено, что максимальное низкое и близкое соотношение вязкостей компонентов наблюдается в интервале температур 70-80оС. Сделан перерасчет соотношений всех систем. Изначально напыление проводили с соотношением А:Б=1:1,12, анализируя графики видно, что при рекомендуемых температурах нагревания компонентов (А=70оС и Б=80оС), соотношение должно быть заменено на А:Б=1:1,07.

Рассмотрев в совокупности графики износостойкости по двум различным стандартам испытания (по Таберу и DIN) можно сказать, что наилучшие результаты показывает образец покрытия с индексом 1,03, то есть с соотношением реакционноспособных групп в компонентах А и Б близком к стехиометрическому. При отклонении соотношения от стехиометрического, можно наблюдать довольно резкое падение износостойкости, связанное либо с недостатком, либо с избытком изоцианатного компонента.

Показано, что прочность на разрыв возрастает до индекса 0,97, так как идет уменьшение количества мягких блоков системы, далее идет падение значений прочности при правильной стехиометрии. Возрастание прочности после индекса 1,03 объясняется присутствием избытка изоцианата как пластификатора. Увеличение дисбаланса мягких и жестких блоков системы (индекс больше 1,2) также ведет к снижению показателей прочности. Хорошие показатели дают системы с индексами 0,97 и 1,2.

При увеличении индекса, относительно правильной стехиометрии, можно говорить о том, что резко возрастает количество жестких блоков системы. Это в первую очередь уменьшает сопротивление развитию трещин на покрытии.

Чем дольше система находится в неотвержденном состоянии, тем лучше смачивается субстрат.

Как показывают проведенные исследования, системы со сбалансированным соотношением аминного и изоцианатного компонента, показывают не лучшие свойства. Из графиков видно, что небольшой недостаток изоцианата ведет к значительному увеличению времени жизни системы, а, следовательно, дает возможность лучше пройти релаксационным процессам в полимере. Именно поэтому лучшие результаты показывает система с индексом 0,97 или 1,2, когда свободные NCO-группы начинают работать в качестве пластификатора системы и также дают увеличение времени жизни композиции

В целом можно говорить о прямой зависимости всех технологических и эксплуатационных характеристик от изоцианатного индекса системы. Соответственно, зная условия эксплуатации и напыления системы и опираясь на данное исследование можно с точностью подобрать оптимальную рецептуру для напыляемого гидроизоляционного покрытия.

Код для цитирования: Скопировать