52. Ручні способи нанесення рідких лакофарбових матеріалів.

За многовековую историю применения лаков и красок опреде­лились разнообразные способы их нанесения на поверхность. Перво­начально применяли исключительно ручные способы окраски - кистями, тампонами, валками. С увеличением масштабов потребления ЛКМ и расширением их ассортимента совершенство­вались и способы окраски. Основное внимание при этом обращалось на возможность механизации и автоматизации процессов, повышение производительности труда, снижение потерь материалов, уменьшение энергетических и других затрат, улучшение качества покрытий. Существующий набор способов позволяет наносить любые жидкие и порошковые лакокрасочные материалы в непрерывном и периодическом режимах на изделия и объекты разной формы и размеров.

53. Склад і будова основних видів наповнювачів.

Наполнители - природные доступные и дешевые материалы неоргани­ческого и органического происхождения, добавляемые в композипионнье материалы в различных количествах с целью повышения прочности, прида­ния специальных свойств и снижения стоимости.

Степень влияния минеральных наполнителей на те или иные свойства полимерной композиции зависит от их химического состава, дисперсности и формы частиц, состояния поверхности, процентного содержания и дру­гих факторов. Например, при введении в синтетические смолы небольшого количества наполнителей ( 5-10% ) нарушается межмолекулярная упорядоченность синтетической смолы в связи с появлением поверхностны сло­ев. При выводе системы из равновесного состояния увеличивается ее свободная энергия, что сопровождается уменьшением плотности упаковки введение наполнителей в количестве более 200-300% также приводит к ухудшению свойств наполненной композиции из-за неполного смачивания связующим поверхности наполнителя.

Механизм взаимодействия связующего с наполнителем определяется химической природой этих материалов и характером поверхности наполни­теля. Наибольший эффект достигается при возникновении между наполни­телем и связующим химических связей или значительных адгезионных сил. Наполнители, способные к такому взаимодействию с полимерами называ­ют активными, а не взаимодействующие с полирврами - инертными.

В зависимости от способов получения различают природные и синте­тические ( осажденные ) наполнители; по структуре - порошкообразные, волокнистые и листовые. По химическому составу наполнители можно разделить на следующие типы: оксиды, гидрооксиды, карбонаты, сульфа­ты, силикаты ( с дальнейшим подразделением их на безводные и гидратированные формы ), углеграфитовые.

Наиболее широко в производстве композиционных материалов исполь­зуют дисперсные и волокнистые наполнители. Среди дисперсных в первую очередь следует выделить кремнеземистые наполнители ( кварцевый пе­сок, аэросил и др. ); карбонатные и основные ( доломит, диабаз и др.); углеграфитовые ( кокс, графит ); водные силикаты алюминия и магния (каолин, тальк, асбест); оксидные (Al2O3, SiO2 и др. ).

Несмотря на различие химического состава, большинство минераль­ных наполнителей имеет высокую поверхностную энергию. Поэтому они способны к сравнительно высокому адсорбционному и адгезионному взаимо­действию с синтетическими смолами и минеральными вяжущими.

Для большинства используемых наполнителей характерна кристалличе­ская структура. Распределение частиц по размерам у различных наполни­телей колеблется в довольно широких пределах. Например, максимальный размер частиц аэросила и каолина не превышает с мкм, молотого доломита 40 мкм, а для андезита и кварцевой муки размер частиц доходит до 150 мкм.

В соответствии с таким распределением размеров удельные поверхности частиц также различаются примерно на два десятичных порядка. Обьемная масса наполнителей ( за исключением аэросила ) колеблется в значительно меньших пределах: от 0,35 -0,4 до 1,6-1,7 г/см³.)

В состав полимербетонов в качестве крупного наполнителя, как правило, вводят щебень, гранулометрический состав которого должен подбираться исходя из условия плотной упаковки, размеров и геометри­ческой формы реальных конструкций, к химическому составу щебня предьявлется такое же требование, как и к наполнителям.

Особую группу наполнителей составляют минеральные волокна. В настоящее время процесс вытягивания минеральных волокон осуществляется из стекольных расплавов, полученных плавлением шихты или из рас­плава горной породы - базальта.

Наиболее распространено производство трех типов стеклянных волокон, которые отличаются химическим составом.

Тип _Е - волокна бесщелочные боросиликатные, синтезированные на основе оксидов кальция и алюминия (системаSiO2, AL2O3, CaO). Такое стекло включает 5-10% по массе В20₃ и содержат до 2%. по массе R2O)

Тип С - волокна малощелочные с повышенной химической стой­костью. Они содержат небольшое количество ( до 10% по массе R2O) и добавки ZrO2, BaO, Mn3O4 способствующие повышению их химической стойкости.

Тип А - волокна щелочные, синтезированные на основе оксидов натрия и кальция (система SiO2-CaO-Al2O3) и содержащие большое количество щелочей ( более 10% по массе ).

Промышленные волокна выпускают двух типов: непрерывное, состоя­щее из упорядоченно расположенных одиночных волокон большой длины ( сотни и тысячи метров ) , и штапельное, состоящее из коротких ( до 60 см ) отрезков одиночных волокон ( штапелек ).

Непрерывное стекловолокно получают на специальных установках, состоящих из платинового плавильного сосуда ( он же и нагреватель), устройства для нанесения замасливателя на первичную нить и наматы­вающего аппарата, в дне плавильного сосуда расположены фильеры,ко­личество которых может колебаться от 50 до 160. Вытекающие из фильер капли стекломассы вытягиваются в волокна наматывающим ап­паратом, вращающим бобину с определенной скоростью, обычно 3000- 3500 м/мин. Вытягиваемые волокна собирают в пучок, называемый пер­вичной нитью. Первичная нить перед намоткой на бобину пропитывается замасливателем, который склеивает элементарные волокна и защищает нить от воздействия влаги воздуха и механического разрушения при дальнейшей переработке.

В промышленности используют текстильные и "прямые" замаслива- тели. Из текстильных замасливателей наиболее распространена парафи­новая эмульсия, для стекловолокон, аппретируемых различными кремний- органичесхеими веществами или связываемых органическими вяжущими, используют "прямые" замасливатели. В их состав вводят аппреты, улуч­шающие адгезию поверхности стеклянных волокон с материалом матрицы.

Штапельное волокно получают в одну или две стадии. Одностадий­ный проиесс осуществляется несколькими способами. По способу верти­кального вытягивания и раздува стекломассы через фильтры вытекает струйками диаметром 2-3 мм и раздувается паром или воздухом, посту­пающим из дутиевых головок. Полученные волокна поступают в камеру осаждения, где на их поверхность с помощью форсунок наносят связу­ющее. Дальнейшая обработка штапельного стекловолокна может включать сушку, отверждение связующего, подклейку стеклоткани, уплотнение слоя волокна и резку.

По центрифугально-фильерно-дутьевому способу стекломасса через питатель поступает в центрифугальную чашу, где под воздействием центробежной силы продавливается сквозь расположенные в боковых стенках чаши фильеры и вытягивается в тонкие вязкие струйки. Омыва­ющий чашу снаружи поток раскаленных газов дополнительно вытягивает струйки в волокна, .дальнейшая обработка такая же, как и при спосо­бе вертикального вытягивания и раздува.

двухстадийный процесс получения ультра- и супертонкого штапельно­го стекловолокна заключается в следующем. На первой стадии вращающи­мися валиками вытягивают волокна диаметром 100-200 мкм. Непрерыв­ные волокна подаются в поток раскаленных газов, выходящих из сопл камеры сгорания с большой скоростью. Газовый поток расплавляет во­локна, расчленивает их на отдельные элементы и вытягивает в тончай­шие волокна. Вытянутые волокна газами вносятся в диффузор, осе­дают и поступают на дальнейшую переработку.

Штапельные волокна получают различного диаметра, мкм, и в за­висимости от этого различают следующие виды:

Микроволокно	0,5
Ультратонкое	0,05-1
Супертонкое	1-3
Тонкое	3-11
Утолщенное	11-20
Грубое	>20

Исходным материалом для получения базальтовых волокон служат горные породы - базальты, которые представляют собой мелкозернистые эффузивные породы вулканического происхождения. Базальты весьма распространены, запасы их в земной коре практически неисчерпаемы. Составлены они в основном плагиоклазом, пироксеном, оливином. По химическому составу базальты относятся к группе основных пород, для которых характерно невысокое содержание кремнезема.

Базалотовые волокна получают путем плавления базальтовой мелочи (продукт дробления базальтовой породы ) и вытягивания волокон из полученного расплава.

Технология получения базальтовых волокон принципиально не от­личается от технологии получения стеклянных волокон из шихты. Однако она исключает операции приготовления многокомпонентной шихты, прев­ращения ее в расплав и формирования стеклянных шариков. Отсут­ствие этих операций позволяет существенно снизить затраты на полу­чение волокна.

Из базальтов в настоящее время получают штапельнне и непрерывные волокна. Помимо обычного штапельного волокна ВРВ по­лучаемого вертикальным раздувом, освоено также производство супершонкого волокна БСТВ, получаемого вторичным раздувом грубых воло­кон, повторно разогретых до 1600°С газами, движущимися с большое скоростью. БСТВ производят в виде рыхлых мат.

Непрерывное базальтовое волокно выпускается в настоящее время на опытных установках.

Непрерывное стекловолокно перерабатывают в ровинг ( жгут ).