Полимерлі материалдардың реологиясы және жылуфизикалық қасиеттерін зерттеу
КІРІСПЕ
1. ПОЛИМЕРЛІ, ПЛАСТИКАЛЫҚ СҰЙЫҚТАР МЕН ОЛАРДЫҢ ДИСПЕРСТІ ОРТАЛАРЫНЫҢ ЖЫЛУФИЗИКАЛЫҚ ҚАСИЕТТЕРІ
1.1 Лак және краскалы заттардың жылуфизикалық қасиеттерін өлшеу.
1.2 Полимерлер, пластикалы созылымдар мен дисперсті орталардың
жылуфизикалық қасиеттері.
1.3 Құрылымдық өзгерістер және оның тұтқыр сұйықтар реологиялық
сипаттамасында атқаратын қызметі. Эластикалық қасиеттері.
2. ЛАК.БОЯУЛАР ӨНДІРІСІНІҢ ЖАРТЫЛАЙ ӨНІМДЕРІНІҢ РЕОЛОГИЯЛЫҚ ЖӘНЕ ЖЫЛУФИЗИКАЛЫҚ ҚАСИЕТТЕРІ
2.1 Тұтқыр бояулы сұйықтардың дәрежелік реологиялық күй
теңдеулері. Тұтқыр бояулы ағыс параметрлерін анықтау.
2.2 Лак.краскалардың реологиялық қасиеттері
2.3 Оствальд дәрежелік заңына бағынатын тұтқыр сұйықтардың
дөңгелек құбырдағы ағысы
3. ЕСЕПТЕУ ЭКСПЕРИМЕНТ НӘТИЖЕЛЕРІ
4. ҚОРЫТЫНДЫ
1. ПОЛИМЕРЛІ, ПЛАСТИКАЛЫҚ СҰЙЫҚТАР МЕН ОЛАРДЫҢ ДИСПЕРСТІ ОРТАЛАРЫНЫҢ ЖЫЛУФИЗИКАЛЫҚ ҚАСИЕТТЕРІ
1.1 Лак және краскалы заттардың жылуфизикалық қасиеттерін өлшеу.
1.2 Полимерлер, пластикалы созылымдар мен дисперсті орталардың
жылуфизикалық қасиеттері.
1.3 Құрылымдық өзгерістер және оның тұтқыр сұйықтар реологиялық
сипаттамасында атқаратын қызметі. Эластикалық қасиеттері.
2. ЛАК.БОЯУЛАР ӨНДІРІСІНІҢ ЖАРТЫЛАЙ ӨНІМДЕРІНІҢ РЕОЛОГИЯЛЫҚ ЖӘНЕ ЖЫЛУФИЗИКАЛЫҚ ҚАСИЕТТЕРІ
2.1 Тұтқыр бояулы сұйықтардың дәрежелік реологиялық күй
теңдеулері. Тұтқыр бояулы ағыс параметрлерін анықтау.
2.2 Лак.краскалардың реологиялық қасиеттері
2.3 Оствальд дәрежелік заңына бағынатын тұтқыр сұйықтардың
дөңгелек құбырдағы ағысы
3. ЕСЕПТЕУ ЭКСПЕРИМЕНТ НӘТИЖЕЛЕРІ
4. ҚОРЫТЫНДЫ
Құрылыста кеңінен қолданылатын полимерлік және лак-краскалы материалдар өздерінің қасиеттерінің арқасында дәстүрлі материалдардың қатарына жатады. Полимерлік өнімдерді қалай сипаттауға болады: полимердің типі, өңдеу тәсілі, қолдану аймағы, сынаудың стандарттық шарттарында анықталған қасиеттері. Олар жеңіл, ұзақ уақытқа жарамды, жылуөткізгіштігі мен электрөткізгіштігі төмен, технологиялық тұрғыдан сапалы, химиялық орнықтылығы жоғары, безендіруге бейім және тағы басқа қасиеттері бар. Құрылыста қолданылатын лак, бояу, эмальдар мен полимерлердің көпшілігі безендіруге арналған және жабындар ретінде қолданылады. Полимерлік материалдарды, оның ішінде қорғаныштық безендіруге арналған сырлы жабындарды қолдану адам мен материалдардың шығынына алып келетін өрт санының артуына түрткі болып отыр, өйткені, олардың құрамында органикалық қабықша түзетін заттар өте көп. Қабаттарының саны көп ғимараттарды салу, қазіргі заманғы технологияларды, үлкен мөлшерде бөлгіш материалдарды қолдану саны артқан сайын өрт сөндірушілердің жұмысы тіптен көбейіп кетті. Өрттерге жоғарғы температура, көміртегі тотығы, улы түтін ғана емес, сонымен қатар термиялық бөлінуге бейім жоғары улы өнімдер, жарылыстар, иондаушы сәулелену мен өзге қауіпті факторлар да әсер етеді. Сондықтан органикалық жабындардың өрт қауіпсіздігін жоғарылату проблемасы өзекті болып отыр, оның шешімі үлкен практикалық маңыздылыққа ие. Осы себепті экономикалық тұрғыдан дамыған елдерде полимерлік құрылыс материалдарын түрлі ғимараттарда қолдану мәселесіне баса назар аударылуда. ТМД елдерінде сырлы бояулы жабындарды өндіру кемігенімен материалдардың осы түрінің нарықтағы сұранысы артып келеді және оны импорттың есебінен шешуде. Қазіргі таңда ТМД-дегі сырлы бояулы материалдардың қажеттілігі сыр мен бояулардың импортының есебінен 90%-ға қанағаттандырылуда. Қолдану барысында қабаттарды арттыру мүмкіндігі, түрлі сырлы бояулы жабындардың ара-жігінің ашылуы және осы себептен жабынның өрт қауіптілігі қасиеттері де өзгеріске ұшырайды. Безендіру материалдары мен жабындары, оның ішінде сырлы бояулы заттар құрылыста қолданылатын полимерлік материалдардың басым бөлігін алады. Сырлы бояулы заттардың тұтану заңдылықтары мен жану процесінің дамуын терең зерттеу теориялық та, тәжірибелік те тұрғыдан аса үлкен қызығушылық туғызады. Термиялық талдау әдісі мен жанудың жылулық теориясының негізгі қағидаларын қолдана отырып, сырлы бояулы жабындардың тұтану көрсеткіштері мен жанғыштығын болжауға кинетикалық тұрғыдан талдаудың методологиясы жасалған. Термиялық жұқа материалдарға қоса тұтану мәліметтері бойынша сырлы бояулы жабындардың жылуфизикалық қасиеттерін бағалау методологиясы да дамытылған. Жанғыш заттар мен материалдардың бөлінуінің тиімді макрокинетикалық параметрлерін қолдануға негізделген «макрокинетикалық» тәсілды сыртқы жылу ағынының массалық жану жылдамдығына әсер етудің бағамына, жылу бөліну жылдамдығына, тұтану барысындағы жылу ағынының тығыздығының критикалық мәніне қолданудың мүмкіндігі көрсетілді.
1. Яковлев А.Д. Химия и технология лакокрасочных покрытий.-Л.:Химия,1989.-384 с.
2. Рейбман А.И. Защитные лакокрасочные покрытия. -5-е изд., перераб. И доп.-Л.: Химия, 1982.-320 с.
3. Чеботаревский В.В., Кондратов Э.К. Технология лакокрасочных покрытий в машинстроении. – М: Машинстроение, 1978. – 295 с.
4. Фройштетер Г.Б.,. Трилиский К.К. Реологические и теплофизические свойства пластичных смазок. – Москва: Издательство «Химия» 1990.
5. Смольский Б.М., Шульман З.П., Гориславец В.М., Реодинамика и
теплообмен нелинейно вязкопластичных материалов. – Минск: Наука и техника, 1970.
6. Фройштетер Г.Б., Смородинский Э.Л., Радионова Н.В. Течение и теплообмен неньютоновских жидкостей в трубах.Киев:Наукова думка,1990.
7. Крупа А.А.,Городов В.С. Химическая технология керамических материалов.-киев.:Высшая школа,1990.
8. Калинчев Э.Л. Закономерности формования термопластов литьем под давлением и разработка путей развития технологии литья и оборудования:дис...докт.техн.наук.-М.,1975.
9. Клименко В.П., Поляков С.А. Вибрационное приготовление высококонцентрированных шликеров//Стекло и керамика. -1986. -№4.
10. Двинских Ю.В., Попильский Р.Н., Костин Л.И. Теплофизические свойства термопластичных литейных шликеров некоторых высокоогнеупорных оксилов//Огнеупоры.1979.-№2.
11. Первушин В.Е., О неизотермическом структурном течений вязкопластичной жидкости в круглой трубе//Изв.АН СССР.Механика жидкости и газа.-1974.-№1.
12. Шульман З.П.Конвективный –и массоперенос реологический сложных жидкостей.-М.:Энергия,1973.
13. Жукаукас А.А. Конвективный перенос в теплообменниках. –М.:Наука,1982.
14. Петухов Б.С. Теплообмен и сопротивление при ламинарном течений
жидкости в трубах.-М.:Энергия,1967.
15. Данилевич С.Ю., Фройштетер Г.Б., Радионова Н.В. Исследование теплообмена в неньютоновских жидкостях при постоянном тепловом потоке на стенке трубы//Промышл.теплотехника.-1980.-№2.
2. Рейбман А.И. Защитные лакокрасочные покрытия. -5-е изд., перераб. И доп.-Л.: Химия, 1982.-320 с.
3. Чеботаревский В.В., Кондратов Э.К. Технология лакокрасочных покрытий в машинстроении. – М: Машинстроение, 1978. – 295 с.
4. Фройштетер Г.Б.,. Трилиский К.К. Реологические и теплофизические свойства пластичных смазок. – Москва: Издательство «Химия» 1990.
5. Смольский Б.М., Шульман З.П., Гориславец В.М., Реодинамика и
теплообмен нелинейно вязкопластичных материалов. – Минск: Наука и техника, 1970.
6. Фройштетер Г.Б., Смородинский Э.Л., Радионова Н.В. Течение и теплообмен неньютоновских жидкостей в трубах.Киев:Наукова думка,1990.
7. Крупа А.А.,Городов В.С. Химическая технология керамических материалов.-киев.:Высшая школа,1990.
8. Калинчев Э.Л. Закономерности формования термопластов литьем под давлением и разработка путей развития технологии литья и оборудования:дис...докт.техн.наук.-М.,1975.
9. Клименко В.П., Поляков С.А. Вибрационное приготовление высококонцентрированных шликеров//Стекло и керамика. -1986. -№4.
10. Двинских Ю.В., Попильский Р.Н., Костин Л.И. Теплофизические свойства термопластичных литейных шликеров некоторых высокоогнеупорных оксилов//Огнеупоры.1979.-№2.
11. Первушин В.Е., О неизотермическом структурном течений вязкопластичной жидкости в круглой трубе//Изв.АН СССР.Механика жидкости и газа.-1974.-№1.
12. Шульман З.П.Конвективный –и массоперенос реологический сложных жидкостей.-М.:Энергия,1973.
13. Жукаукас А.А. Конвективный перенос в теплообменниках. –М.:Наука,1982.
14. Петухов Б.С. Теплообмен и сопротивление при ламинарном течений
жидкости в трубах.-М.:Энергия,1967.
15. Данилевич С.Ю., Фройштетер Г.Б., Радионова Н.В. Исследование теплообмена в неньютоновских жидкостях при постоянном тепловом потоке на стенке трубы//Промышл.теплотехника.-1980.-№2.
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
ӘЛ-ФАРАБИ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
Физика факультеті
Жылуфизика және техникалық физика кафедрасы
Дипломдық жұмыс
Полимерлі материалдардың реологиясы және жылуфизикалық қасиеттерін зерттеу
Орындаған: 4 курс студенті _____________________С. Болат
Ғылыми жетекші: ______________________ З.Қ.Саттинова
Норма бақылаушы: _____________________ Ж.Қ. Шортанбаева
Қорғауға жіберілді:
Кафедра меңгерушісі, профессор __________________С.Ә. Бөлегенова
Алматы, 2012
Реферат
Бітіру жұмысы: -беттен, кіріспеден, - бөлімнен, -формуладан, қорытындыдан және -әдебиеттр тізімінен тұрады.
Негізгі объектісі: полимерлі, пластикалық, лак-краскалы тұтқыр сұйықтар реологиясы
Негізгі сипаттаушы сөздер: тұтқырпластикалыағыс, құрылымдық өзгеріс, дисперсті, дисперсионды орта, физикалық-математикалық нобай.
ГЛОССАРИЙ
Реология - серпімді, пластикалы, тұтқыр қасиеттерінің үйлестіктерінен тұратын тұтас ортаның деформациясы мен аққыштығын қарастыратын ғылым.
Суспензия - тұтқыр сұйықта таралған өте ұсақ қатты бөлшектер
Адгезия -
Коагезия -
Адсорбция -
Ламинарлық ағыс - тұтқыр сұйықтың араласпай қабат-қабат болып қозғалатын реттелген ағысы
Стационарлық ағыс - жүйенің әрбір нүктесінде гидродинамикалық айнымалылар уақыт бойынша өзгермейтін орнықты ағыс.
БЕЛГІЛЕУЛЕР
шектік жылжу кернеуі,
аққыштық шегі,
пластикалы тұтқырлық,
динамикалық тұтқырлық,
кинематикалық тұтқырлық,
сұйық тығыздығы,
жылуөткізгіштік коэффициенті,
жылусиымдылық коэффициенті,
көлденең және радиусты жылдамдықтар,
көлденең, радиалды координаталар,
L - канал ұзындығы,
g - еркін түсу үдеуі,
Lk - кристалдану жылуы,
Т - температура,
Т0 - бастапқы температура.
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ
1. ПОЛИМЕРЛІ, ПЛАСТИКАЛЫҚ СҰЙЫҚТАР МЕН ОЛАРДЫҢ ДИСПЕРСТІ ОРТАЛАРЫНЫҢ ЖЫЛУФИЗИКАЛЫҚ ҚАСИЕТТЕРІ
1.1 Лак және краскалы заттардың жылуфизикалық қасиеттерін өлшеу.
1.2 Полимерлер, пластикалы созылымдар мен дисперсті орталардың
жылуфизикалық қасиеттері.
1.3 Құрылымдық өзгерістер және оның тұтқыр сұйықтар реологиялық
сипаттамасында атқаратын қызметі. Эластикалық қасиеттері.
2. ЛАК-БОЯУЛАР ӨНДІРІСІНІҢ ЖАРТЫЛАЙ ӨНІМДЕРІНІҢ РЕОЛОГИЯЛЫҚ ЖӘНЕ ЖЫЛУФИЗИКАЛЫҚ ҚАСИЕТТЕРІ
2.1 Тұтқыр бояулы сұйықтардың дәрежелік реологиялық күй
теңдеулері. Тұтқыр бояулы ағыс параметрлерін анықтау.
2.2 Лак-краскалардың реологиялық қасиеттері
2.3 Оствальд дәрежелік заңына бағынатын тұтқыр сұйықтардың
дөңгелек құбырдағы ағысы
3. ЕСЕПТЕУ ЭКСПЕРИМЕНТ НӘТИЖЕЛЕРІ
4. ҚОРЫТЫНДЫ
КІРІСПЕ
Құрылыста кеңінен қолданылатын полимерлік және лак-краскалы материалдар өздерінің қасиеттерінің арқасында дәстүрлі материалдардың қатарына жатады. Полимерлік өнімдерді қалай сипаттауға болады: полимердің типі, өңдеу тәсілі, қолдану аймағы, сынаудың стандарттық шарттарында анықталған қасиеттері. Олар жеңіл, ұзақ уақытқа жарамды, жылуөткізгіштігі мен электрөткізгіштігі төмен, технологиялық тұрғыдан сапалы, химиялық орнықтылығы жоғары, безендіруге бейім және тағы басқа қасиеттері бар. Құрылыста қолданылатын лак, бояу, эмальдар мен полимерлердің көпшілігі безендіруге арналған және жабындар ретінде қолданылады. Полимерлік материалдарды, оның ішінде қорғаныштық безендіруге арналған сырлы жабындарды қолдану адам мен материалдардың шығынына алып келетін өрт санының артуына түрткі болып отыр, өйткені, олардың құрамында органикалық қабықша түзетін заттар өте көп. Қабаттарының саны көп ғимараттарды салу, қазіргі заманғы технологияларды, үлкен мөлшерде бөлгіш материалдарды қолдану саны артқан сайын өрт сөндірушілердің жұмысы тіптен көбейіп кетті. Өрттерге жоғарғы температура, көміртегі тотығы, улы түтін ғана емес, сонымен қатар термиялық бөлінуге бейім жоғары улы өнімдер, жарылыстар, иондаушы сәулелену мен өзге қауіпті факторлар да әсер етеді. Сондықтан органикалық жабындардың өрт қауіпсіздігін жоғарылату проблемасы өзекті болып отыр, оның шешімі үлкен практикалық маңыздылыққа ие. Осы себепті экономикалық тұрғыдан дамыған елдерде полимерлік құрылыс материалдарын түрлі ғимараттарда қолдану мәселесіне баса назар аударылуда. ТМД елдерінде сырлы бояулы жабындарды өндіру кемігенімен материалдардың осы түрінің нарықтағы сұранысы артып келеді және оны импорттың есебінен шешуде. Қазіргі таңда ТМД-дегі сырлы бояулы материалдардың қажеттілігі сыр мен бояулардың импортының есебінен 90%-ға қанағаттандырылуда. Қолдану барысында қабаттарды арттыру мүмкіндігі, түрлі сырлы бояулы жабындардың ара-жігінің ашылуы және осы себептен жабынның өрт қауіптілігі қасиеттері де өзгеріске ұшырайды. Безендіру материалдары мен жабындары, оның ішінде сырлы бояулы заттар құрылыста қолданылатын полимерлік материалдардың басым бөлігін алады. Сырлы бояулы заттардың тұтану заңдылықтары мен жану процесінің дамуын терең зерттеу теориялық та, тәжірибелік те тұрғыдан аса үлкен қызығушылық туғызады. Термиялық талдау әдісі мен жанудың жылулық теориясының негізгі қағидаларын қолдана отырып, сырлы бояулы жабындардың тұтану көрсеткіштері мен жанғыштығын болжауға кинетикалық тұрғыдан талдаудың методологиясы жасалған. Термиялық жұқа материалдарға қоса тұтану мәліметтері бойынша сырлы бояулы жабындардың жылуфизикалық қасиеттерін бағалау методологиясы да дамытылған. Жанғыш заттар мен материалдардың бөлінуінің тиімді макрокинетикалық параметрлерін қолдануға негізделген макрокинетикалық тәсілды сыртқы жылу ағынының массалық жану жылдамдығына әсер етудің бағамына, жылу бөліну жылдамдығына, тұтану барысындағы жылу ағынының тығыздығының критикалық мәніне қолданудың мүмкіндігі көрсетілді.
1. ЛАК, БОЯУ МАТЕРИАЛДАРДЫ ҚОЛДАНУ ӘДІСТЕРІ ЖӘНЕ ОЛАРДЫҢ ҚАСИЕТТЕРІ
1.1 Полимерлі және лак, бояу заттарының жылуфизикалық қасиеттерін өлшеу.
Полимерлі материалдарға табиғи немесе жасанды материалдар жатады, оларды қоршаған ортаның зиянды әсерлерінен қорғау мақсатында қабықша түзілу үшін, сонымен қатар архитектуралық-шығармашылық безендіру және тазалық-гигиеналық жағдайларды жақсарту үшін тұтқырсұйық күйінде құрылыс материалдары мен бұйымдардың бетіне жұқалап жағады. Полимерлі материалдар негізгі және көмекші деп жіктеледі. Негізгі материалдарға сырлар, бояулар, лактар мен эмальдар жатады, көмекші материалдар - грунтты және шпаклевкалы құрамдас, араластырғыштар мен т.б. Сырлар боялатын заттың текстурасын жасыратын мөлдір емес түсті безендіру және қорғаныш жабынын жасау үшін арналған. Лактар мөлдір түсті жабын түзеді және өңделетін бетті шекті тазалау, сонымен қатар боялатын қабықшаны механикалық бұзылулардан сақтау үшін қажет. Сырлардың құрамына байланыстыратын немесе қабықша түзетін және бояйтын заттар - пигменттер кіреді. Кейбір жағдайда олардың құрамына пигменттердің шығынын кемітетін толықтырғыштар және технологиялық және қолдану қасиеттерін жақсарту үшін арнайы үстемелер қосылады (қатаюды үдеткіштер - сиккативтер, араластырғыштар және т.б.). Лак дегенімзі - табиғи немесе синтетикалық полимерлердің, битумның, ұшпа ерітінділердегі олифаның дисперсиялары. Эмальды сырлар (эмаль) - полимерлі немесе май лактарындағы пигменттер суспензиясы - әдеттегі сырлармен салыстырғанда құрамында толықтырғыштардың мөлшері аз, жарқырауы да жақсы. Грунтты құрамдар қорғалатын бет пен жабын арасын байланыстырады. Грунттар әдетте сырлар сияқты заттардан тұрады, бірақ, олардың құрамында пигменттер аз болады. Шпаклевка кеуектерді толтырып, боялатын беттерді тегістеу үшін қажет. Жабыстыратын заттың ерітіндісімен қоса оның құрамында толықтырғыштың айтарлықтай мөлшері де болады, оның рөлін әдетте бор атқарады. Шпаклевкаларға құрамы бойынша байланыстырушы пасталар жақын, оның құрамында желімнің мөлшері мен өзге байланыстырушы заттардың мөлшері көп болады. Олар адгезиялық қасиеттерді жақсартады, яғни негізбен жабысуды қамтамасыз етеді. Сырлы бояулы материалдарды жабын түзуші заттардың сипаты бойынша (майлы, глифтальді, эпоксидті, әкті, силикатты және т.б.), сұйық фазаның түріне қатысты (сулы және сусыз), судың әсеріне қатысты (суға берік және суға берік емес), қолданылатын аясы бойынша (химиялық орнықты, термиялық орнықты, электр оқшаулаушы және т.б.) жіктейді.
Сырлы бояулы материалдар өздерінің реологиялық қасиеттері бойынша ньютондық сұйықтардан айтарлықтай ерекшеленеді. Физикалық табиғаты мен өзара әсерлесетін күштердің байқалу дәрежесіне қарай ағыстың алуан түрлері кездеседі. Оларға пластикалық және псевдопластикалық ағыстар тән, олар материал массасындағы түрлі дәрежедегі құрылымдануға қатысты жүзеге асады. Пластикалық ағыс жоғары толтырылған жүйелерді сипатттайтын (майлы, типографиялық, офсетті, шығармашылық, су дисперсиялық және т.б.) сырлардың көптеген түрлерінде байқалады. Ол тиксотропия құбылысымен байланысты. Құрылымдық тұтқырлықтың байқалуы көптеген жағдайларда оң қасиет ретінде танылады: сырлар паста сияқты, бұл шығармашылық және баспа ісінде маңызды рөл атқарады, оларда пигменттер тұнбайды, сырларды қалың қабаттармен жаға беруге болады. Ол үшін қабықша түзетін заттар мен пигменттерді сәйкесінше таңдап алу керек. Мысалы, алкидтерге полиамидтерді (олигомерлер), бентондарды (бентониттің органикалық негіздермен өзара әсерлесу өнімдері), алюминий алкоголяттарын, дегидратталған майсана майын қосу, сонымен қатар жоғары дисперсті пигменттер мен толықтырғыштарды (тальк, каолин, аэросил, титанның қос тотығы, кейбір органикалық пигменттер) және беттік-белсенді заттарды (Al және Zn стеараттары, балауыз) қолдану оларда өзіне тән жеткілікті жоғары беріктілігі бар коагуляциялық құрылымдардың түзілуіне алып келеді. Тиксотропты сырлар осы принципке сай жасалған. Жабындарды алу үшін алкидтар, эпоксиэфирлер, хлоркаучук, винил полимерлер негізіндегі тиксотропты сырлар мен грунттар жасалады және қолданылады (КЧ-771, ХС-416, ЭФ-094, ВД-ВА-27Т маркалы және т.б.). Орныққан құрылымында тиксотропты сырлар аққыш емес, алайда, бетке оңай жағылады, егер осы құрылым бұзылмаған болса. Осындай материалдар кәдімгі бингам денелері болып табылады. Олардың ағыстары жуықтап алғанда тұтқырпластикалық Шведов-Бингам ағыстарының теңдеуімен бейнеленеді.
Ұнтақты сырлардың құймаларының тұтқырлығын капиллярлық АКВ-2, КВПД вискозиметрлерімен және ротациялық РВ-7 вискозиметрмен немесе шартты түрде құйма тамшысының көкжиекке 60° жасай көлбеу орналасқан шыны пластинка бетімен аққан кезінде пайда болатын іздің ұзындығы бойынша анықтайды. Біртипті полимерлік сырларды, мысалы, полиэтилен сырларды салыстыру үшін құйманың аққыштық көрсеткішін (ҚАК) анықтауға арналған приборды қолданады. ҚАК күштің әсерінен 10 мин ішінде прибор соплосынан сығылып шығарылатын құйманың массасымен (г) сипатталады.
Көптеген жағдайда беттік керілу сұйық лактардың, сырлар мен қабықша түзетін құймалардың тозаңдандыруға бейімділігін және үлдірді батыру қабілеті, жағылған тамшылардың жылдамдығы, олардың бет бойынша ағуы сияқты маңызды қасиеттерді анықтайды. Сырлы бояулы материалдарды диспергирлеу (тозаңдандыру) барысында және диперсті бөлшектердің өзара бірігуі кезінде босап шығатын жаңа бетті түзу үшін қажетті жұмыс олардың беттік керілуіне пропорционал болады.
Сырлы бояулы материалдардың беттік керілуі көпкомпонентті жүйе ретінде олардың құрамына енетін сұйық компоненттердің беттік белсенділігімен анықталады. Өсімдік майын араластырып дайындалған сырлардың ауамен шекаралас бөлігінде жоғары емес беттік керілуі бар (25 -- 35 мДжм2). Сондықтан олар түрлі беттерге жақсы жағылады.
Жылуфизикалық қасиеттердің жылулық әсерге қатынасы материалдардың сапасының технологиялық және қолдану көрсеткіштерін анықтайды. Материалдың температурасын 1°С-қа көтеруге қажетті жылулық энергия мөлшері жылусиымдылық деп аталады. Жылусиымдылықты тәжірибелік тұрғыдан жүйенің жылулық баланс теңдеуін қолдана отырып, калориметрмен анықтайды. Жылусиымдылық химиялық құрамға, материалдардың құрылысына, олардың температурасы мен ылғалдылығына тәуелді. Алуан түрлі шынылардың меншікті жылусиымдылығы 15 -- 100° С температура интервалында 0,335-тен 1,047 кДж(кг° С) дейінгі аралықта жатады, ал табиғи және жасанды тас материалдар үшін - 0,754-тен 0,921 кДж(кгХ Х°С) дейін. Ал органикалық материалдар үшін бейорганикалықтарға қарағанда айтарлықтай аз. Материалдағы температура айырымы болғанда анағұрлым аз қыздырылған бетерге жылу беріледі. Жылуөткізгіштік бөлшектердің тербелмелі қозғалысынан (керамика, табиғи тастар, шыны) немесе электрондардың соқтығысынан және олардың атомдармен соқтығысуынан (металдар) болады. Минералды кристалдық материалдар үшін жылуөткізгіштік температура артқан сайын кемиді, ал аморфты материалдарға кері тәуелділік тән. Жылуөткізгіштіктің өлшемі - температуралар айырымы болғанда бірлік уақытта бірлік беттен берілетін жылу мөлшері. Оны тәжірибелік жолмен мына теңдеуге сүйене отырып табады:
(1.1)
Мұндағы Q- жылу мөлшері, Дж; - жылу ағынының бағытына перпендикуляр қима ауданы, м; - жылу ағынының өту уақыты; - температуралар айырымы, ; - материалдың қалыңдығы, м. Жылуөткізгіштікке кері шама термиялық кедергі деп аталады. Жылуөткізгіштік материалдың химиялық құрамы, оның кеңістіктік торының құрылымы күрделенген сайын, кристалдық күйден аморфты күйге көшкенде кемиді, дегенмен ол анағұрлым кеуектілікке аса сезімтал. Төменде салыстыру үшін орташа тығыздығы әр түрлі кейбір материалдардың жылуөткізгіштігінің мәндері келтірілген. Кеуектілігі артқан сайын материалдар белгілі заттардан тұратын жылуөткізгіштігі төмен ауамен қаныға бастайды [0,023 Вт(м-°С)]. Жылуөткізгіштігі төмен материалдар үшін ұсақ кеуекті құрылым болған жақсы, өйткені, осы жағдайда конвекцияның есебінен жылу тасымалы, яғни қыздырылған ауа аз болады. Жылуөткізгіштік - жылулық оқшаулайтын материалдар мен қабырғалар және жабылған ғимараттарды салу үшін қажетті материалдардың анықтаушы көрсеткіштерінің бірі. Қыздыру барысында тербеліс амплитудасының артуы атом аралық қашықтықтың өзгерісіне және қатты денелердің жылулық кеңеюіне алып келеді. Жылулық ұлғаюды сипаттау үшін әдетте сызықты ұлғаюдың температуралық коэффициентін қолданады. Оны температуралық тігіндерді қондырғанда, қорғаныш жабындарын енгізгенде, композициялық материалдардың құрамын таңдағанда ескеруге тура келеді. Ол қыздыру барысында үлгінің салыстырмалы ұзаруымен сипатталады. Органикалық полимер материалдардың сызықты ұлғаюының температуралық коэффициенті бейорганикалыққа қарағанда айтарлықтай үлкен. Егер кварц шыны үшін ол 0,5-10~6 болса, дюралюминий құймасы үшін 2,2-10~6, болат үшін 12-10~6, онда поливинилхлорид үшін (80 -- 90) X ХЮЛ, полиэтилен үшін (160 -- 230) :: 10~~6 град. Сызықты ұлғаю коэффициенті кеміген сайын термо орнықтылық - бір және көп ретті термиялық әсерлерде материалдың сипаттамаларын сақтау қабілеті артады. Термо орнықтылықты әдетте температурамен анықтайды, оны тез қыздырып, кенет суытқан кезде материалдың беріктілігі күрт төмендеп кетеді. Термо орнықтылық жылуөткізгіштік пен беріктілік артқан сайын, серпімділік модулі кеміген сайын, материалдың біртектілігі артқан сайын ұлғаяды. Материалдың балқымай, жоғары температураларға беріктілік қасиеті отқа беріктілік деп аталады. Отқа беріктілікті температурамен сипаттайды, осы температура мәнінде пирамида пішінді үлгі деформацияланады және төбесі негізіне жетеді. Отқа берік заттарға отқа беріктілігі 1580° С аз емес материалдар жатады (динас, шамот, хромит, карборунд және т.б.).
Жоғары температураларда материалдар балқығанға дейін бұзылуы мүмкін. Материалдардың жоғары температураларда химиялық және механикалық бұзылуға орнықтылығы ыстыққа төзімділік деп аталады, ал өрт жағдайында өрттің әсеріне төтеп беру кезінде физика-механикалық қасиеттерін сақтау қабілеті - отқа беріктілік деп аталады. Отқа беріктілік шегі - беріктілік шығынына дейін оттың әсеріне қарсылық көрсету ұзақтығы. Қорғалмаған металл қондырғылардың отқа беріктілік шегі, мысалы, 0,54 тең, темір бетон - 1-2, бетон - 2-5 сағ. Өрт қауіптілігі дәрежесіне қарай материалдар жанатын, қиын жанатын және жанбайтын деп жіктеледі. Жанатын заттарға мысал ретінде көптеген органикалық материалдарды айтуға болады, қиын жанатындарға органикалық минерал текті материалдар жатады (арболит, фибролит және т.б.). Отқа беріктілікті арттыру үшін қорғаныштық заттарды - антипирендерді (аммонилік қоспалар, бор-фосфорқышқылдық тұздар, силикаттар және т.б.) қолданады. Сырлы бояулы жабындарды бетке жаққанда тұтқырлық мәні үлкен болады. Шартты тұтқырлықты вискозиметрмен анықтайды. Сырлы бояулы материалдардың шартты тұтқырлығы дегеніміз - материалдың белгілі бір көлемінің калибрленген сопло арқылы секундтар ішінде үздіксіз ағып шығуы. Маңызды технологиялық көрсеткіш ретінде сырлы бояулы заттардың жабындылығы алынады, ол боялатын материал бетінің 1 м беті арқылы шығынымен сипатталады. Осы көрсеткіштің мәні сырлы бояулы заттың жаққандағы біртектілігін анықтайды, бұл оның экономикалық тиімділігін білдіреді. Жабындылық пигменттің оптикалық қасиеттеріне, оның дисперстілігіне және байланыстырушы заттағы көлемдік концентрациясына, сондай-ақ сырлы бояулы заттың дисперстілік дәрежесіне тәуелді. Жабындылыққа қабықша түзетін материалдың химиялық құрамы мен түсі, байланыстырушы заттың физика-химиялық қасиеттері, ерітіндінің түрі және т.б. айтарлықтай әсер етеді. Алайда, жабындылық негізінен қабықшада өтетін оптикалық құбылыстардың салдарынан жүзеге асады. Жабындардың механикалық қасиеттері көптеген жағдайда қорғаныштық қасиеттердің деңгейлерін анықтайды, сонымен қатар айтарлықтай дәрежеде жабындардың безендіруші функцияларына әсер етеді. Жабындардың механикалық қасиеттеріне қаттылық, майысқыштық, соққыға беріктілік, адгезия жатады. Қаттылық - жабынға өзге дене енген кезде оның көрсететін қарсылығы. Қабықшаның қаттылығы - ішінара құрғау дәрежесін, сонымен қатар беттің беріктілігін сипаттайтын сырлы бояулы жабындардың маңызды механикалық қасиеттерінің бірі. Жабынды майыстыру жанама түрде оның эластикалығымен, яғни морт сынғыштыққа қарсы қасиетімен сипатталады. Әдістің мәні мынада: серіппені майыстыру кезінде оның минимал диаметрін анықтауда жатыр. Адгезия - сырлы бояулы бұйымдардың боялатын бетпен байланысу қабілеті. Адгезия мәніне жабындардың механикалық және қорғаныштық қасиеттері тәуелді болады. Адгезияны анықтау үшін үш стандартты әдіс бар (торлы әдіс, қабаттан ажырату әдісі, кері соқпамен торлы кесу әдісі). Суға орнықтылық - сырлы бояулы жабындардың өзгеріссіз теңіз суына шыдамдылық қабілеті. Аязға беріктілік - сырлы бояулы материалдың қатыру-ерітудің бірнеше циклдарынан соң өзінің физика-химиялық қасиеттерін сақтап қалу қабілеті. Термиялық орнықтылық - жабынның өзінің функцияларын белгілі бір уақыт ішінде сақтай алатын шекті рұқсат етілген температура мәні. ПФ-115 эмальдері бетті температураның 60-800 С дейін периодты әсерінен сақтайды. Атмосфераға орнықтылығы - сырлы бояулы бұйымның белгілі бір уақыт ұзақтылығында атмосфералық жағдайларда өзінің қорғаныштық және безендіру қасиеттерін сақтау қабілеті. Мөлшерлік тұрғыдан атмосфераға орнықтылығын сырлы бояулы жабынның қызмет ету мерзімімен бағалайды (жыл, ай). Атмосфералық әсердің салдарынан бұзылулар орын алып, қорғаныштық және безендіру қасиеттерінің дәрежелері анықталады. Қызмет ету мерзімі жергілікті жердің климаттық және арнайы шарттарына тәуелді болады. Сырлы бояулы жабындардың безендіру қасиеттерінің шығынына қатысты бұзылулардың түрлеріне мыналар жатады: жарқырауының жоғалуы, түсінің өзгеруі, ақшыл түстілігі және ласты ұстап қалуы. Барлық үдетілген сынақтар (атмосфералық, коррозиялық беріктілігі, ұзаққа шыдамдылығы) толығымен табиғи жағдайларда өтетін процестерді бейнелей алмайды. Олардың құрамында стандартты әсер ету факторларының саны шекті, ал олардың саны табиғат жағдайларында айтарлықтай көп болуы мүмкін.
Қазіргі таңда заманауи шарттарда сырлы бояулы материалдардың үш негізгі даму бағыттарын жіктеп көрсетуге болады:
- дәстүрлі органикалық еритін сырлы бояулы материалдар;
- суда еритін сырлы бояулы материалдар;
- ұнтақты сырлы бояулы материалдар.
Дәстүрлі органикалық еритін материалдар қазіргі таңда жөндеуге қатысты бояу жұмыстарында басымдылыққа ие.
Дәстүрлі СБМ балама ретінде суда еритін және ұнтақты СБМ жатады. Суда еритін СБМ дәстүрлі органикалық еритін материалдардан ерекшеленеді, оларды суды еріткіш ретінде қолданады. Бұл олардың экологиялық сипаттамаларын жақсартуда өз әсерін тигізбей қоймайды. Алайда, суда еритін СБМ органикалық еритін материалдар сияқты қолдану коэффициенттері төмен және қолданылған сырлы бояулы материалдарды қайта өндіріске қайтару мүмкін емес. Ұнтақты сырлы бояулы материалдар - бұл көпкомпонентті жүйелер, қатты бөлшектерден - қабықша түзетін негіз бен оларды бөліп тұратын ортадан - ауадан құралады. Олар пигменттелмеген - лактар және пигменттелмеген - сырлар болуы мүмкін.
Ұнтақты сырлар негізіндегі жабындар жоғары адгезиялық беріктілігімен, химиялық орнықтылығымен және жақсы физика-механикалық қасиеттерімен сипатталады; олар түрлі салаларда кеңінен қолданылады. Алайда, ұнтақты сырларды жөндеу жұмыстарында қолдану жоғары қатаю температурасы сияқты бірқатар қиындықтарды туғызады. Осы проблеманы шешу үшін ашық терморадиациялық қыздыруды қолданған жөн. Екінші тарауда ұнтақты сырлардың тиімді қатаю режимдерін терморадиациялық әдіспен анықтаудың теориялық моделінен тұрады. Терморадиациялық қыздыру машиналардың элементтерін монтаждамай-ақ, сырлы бояулы жабынның ақауларын жергілікті жоюға мүмкіндік жасайды. Терморадиациялық қатаю процесін 1 суреттегі сызба түрінде бейнелеуге болады.
Сурет 1 . Сырлы бояулы материалдың қабатына инфрақызыл сәуленің ену сызбасы:
1- үлдір; 2- сырлы бояулы материал; l1 - үлдірдің қалыңдығы; l2 - жағылған сырлы бояулы материалдың қалыңдығы; tв - қоршаған ортаның температурасы; х - температура максимумының координатасы; а - СБМ қабаты жұтқан сәуле ағынының бөлігі; б - үлдір қабаты жұтқан сәуле ағынының бөлігі; в - СБМ қабаты жұтқан шағылған сәуле ағынының бөлігі; г - СБМ қабаты жұтпаған сәуле ағынының бөлігі.
Полимерлі материалдар әскери ауыр техника өндіру өнеркәсібінде, құрылыста, тұрмыста, ішкі көріністі безендіруде, жарнамалық тақталарды жасауда және тағы басқа көптеген аймақтарда қолданады. Әрбір аймақта ЛБМ өзінің негізгі қасиеттерін көрсетеді. Оларды қолдану арқылы бетті қорғап, коррозиядан, шіруден және бұзылудан сақтай аламыз. Сонымен қатар ЛБМ-ның тұрмыстағы және безендіру аймағындағы сәндік ерекшеліктері мен мүмкіндіктерін ескермеуге болмайды. Мүлде адам ойына кірмейтін түстер мен түрлер беру, ерекше текстура таңдай, бірегей ішкі көрініс құру - барлығына да лакбояу материалдар қабілетті. Олар келесі негізгі қызметтерді атқарады: біріншіден, жарықты шағылдыратын, сәуле шығаратын (жарықпен сәулелендіргенде немесе радиоактивті сәулеленуге ұшырағанда спектрдің көрінетін аумағында люминесценциялануы мүмкін), термоиндикаторлық (белгілі температурада түсін немесе жарқырауын өзгертеді), отқа төзімді, суға төзімді (дыбысты изоляциялайтын). Сыртқы келбеті бойынша (ақаудың болуы, бетіндегі кедір-бұдырдың болуы) лакбояулы төсемді 7 классқа бөлуге болады. Лакбояулы төсемді алу үшін пленка құраушының химиялық қасиеті және құрамы бойынша бір-бірінен өзгешеленетін әртүрлі лакбояулы материалдар (ЛБМ) қолданылады; құрамында термопластикалық пленка құраушылары бар ЛБМ (битумдық, эфирцеллюлоздық лактар); құрамында майлар бар ЛБМ (олифтер, майлы лактар, майлы бояулар); майлармен модификацияланған ЛБМ (алкидті лактар). Лакбояулы төсемді ауылшаруашылықтың барлық салаларында және күнделікті өмірде кеңінен қолданады. ЛБМ-дың 50%-дан астамы машина құрылысында қолданады (оның 20%-автомобиль құрылысында), 25 %-үй құрылысында. Үй құрылысында лакбояулы төсемді (сылау жұмыстарында) алу үшін ЛБМ-ды өндірудің және қолданудың ең жеңіл әдісін пайдаланады. Көбінесе ЛБМ-ды бірнеше рет жаққаннан кейін ғана лакбояулы төсемді аламыз (2 сур).
Сурет 2. Қорғаныс лакбояулы төсем: 1-фосфатты қабат, 2- грунт; 3-
аралық қабат(шпатлевка), 4-эмаль қабаты.
Бір қатпарлы лакбояулы төсемнің ені 3-30 мкм шамасында ауытқиды, көп қатпарлыда 300 мкм-ге дейін. Алынған төсем көп қатпарлы болуы үшін (мысалы төзімділігі жоғары) әртекті ЛБМ-ды қабат-қабат түрінде жағады (комплексті лакбояулы төсем), сонымен қатар әрбір қабат өзінің ерекше функциясын атқарады: қабат-грунт (іргесі) астыңғы қабатқа қатысты комплексті қатпардың адгезиясының болуына себепті болады, металлдың электрохимиялық коррозиясын бәсендетеді, аралық қабат(шпатлевка) - бетті тегістейді; жоғары қабат - төсемді (эмальдар, кейде жарқырау қасиетін арттыру үшін соңғы қабатта лак болады) қабат сәндеу үшін және жартылай төзімділік қасиеті үшін қолданылады. Мөлдір төсемді материалды алу үшін лакты төзімді қатпарға жағады. Комплексті лакбояулы төсемді алудың технологиялық процесі оншақты іс-әрекеттерден тұрады. Осы әрекеттер дайындаудан, ЛБМ-ды жағудан, одан кейін оны кептіруден (қатаю күйіне жеткізіп) және аралық өңдеуден тұрады. Технологиялық процессті таңдау ЛБМ типіне, лакбояулы төсемді қолдану жағдайына, астыңғы қабаттың табиғатына, затты бояу формасына байланысты. Боялатын беттік аумақты дайындаудың сапасы лакбояулы төсемнің астыңғы қабатқа қатысты адгезиялық төзімділігін және оның ұзақ уақыт бойы қолданыста болатындығын белгілі бір үлкен дәрежеде анықтайды. Металлдың бетін дайындау механикалық немесе қол құрал-жабдықтары арқылы тазартудан, құм ағыны немесе бөлшек ағынымен өңдеуден және химиялық әдіспен өңдеуден тұрады. Соңғысы төмендегіден құралған: бетті майсыздандыру;
уландыру - тотты кетіру және т.б. тот басудың өнімдерін беттен кетіру (әдетте бетті майсыздырғаннан кейін); конверсиялық қатпарлау (беттің тегін өзгерту; ұзақ уақыт бойы кетпейтін комплексті лаккраскалы төсемді алғанда қолданылады). Оған болаттың бетіндегі суда ерімейтін үш рет орын алмастырылған ортофосфаттанған пленканың пайда болуына негізделген фосфаттауды жатқызамыз; оксидтеуді жатқызамыз (көбінесе анодтағы электрохимиялық әдіс арқылы);
Сұйық және ұнтақ ЛБМ-ды сылау әдістері әртүрлі және оны қолданудың бірнеше әдістері бар: қолмен (валик арқылы, шпатель арқылы) - ірі өлшемді заттарды бояу үшін (үй құрылыс кешендерін, кейбір шаруашылық құрылымдарын), ақауларды түзету үшін, күнделікті өмірде; табиғи жолмен кептірілетін ЛБМ қолданылады. Су араластырылған ЛБМ-ды қарастыратын болсақ, осында нәтижесінде электро-, хемо-, термотұнба түзілетін әдіс қолданылады. Зарядтың таңбасына байланысты заттың боялатын бетін ано - және катоферетикалық электротұнба түзу бойынша бөледі, яғни электрофорез нәтижесінде ЛБМ бөлшектері анод немесе катод ролін атқаратын затқа қарай бағытталып қозғалады. Катодтық электротұнба түзілу (анодтағы секілді металлдың қышқылдануы болмайтын) кезінде коррозиялық төзімділігі өте жоғары лаккраскалы төсем алынады. Электротұнба түзу әдісі заттың бұрышын, шеттерін, ішкі аймақты коррозиядан қорғауға жақсы көмектеседі, бірақ ЛБМ-ды бір қабатты етіп жағу керек, себебі диэлектрик болып табылатын бірінші қабат екінші қабаттың электротұнба түзуіне кедергі жасайды. Хемотұнба түзу кезінде құрамында қышқылданатын заттар бар дисперсиялық типті ЛБМ қолданылады. Астыңғы қабаты металл болатын қабатпен әрекеттескенде, оның бетінде ЛБМ-ның жоғарғы қатпарының коагуляциясын тудыратын поливаленттік иондардың жоғарғы концентрациясы пайды болады. Термотұнба түзу кезінде тұнба қыздырылған бетте пайда болады; осында сулы дисперсиялық ЛБМ құрамына қыздырылған кезінде еру қасиетін жоғалтатын арнайы БАЗ қоспасын қосады. Ағынның астынан өткізу - боялатын дене ЛБМ ағынының астынан өткізіледі. Осы әдіс түйіндерді, әртүрлі машина бөлшектерін және құрылғыларды бояу үшін қолданылады.
Тозаңдану әдісінің елеулі кемшілігі - ЛБМ шығынының өте жоғары болуы (бояйтын камера және гидрофильтр шеттеріндегі тұнба түзілуі салдарынан желдеткішке әкелетін тұрақты аэрозоль түрінде болады); пневмотозаңдату кезеңінде 40% - ға жетеді. Шығынды азайту үшін (1-5%-ға дейін) электромагниттік өрістің жоғарғы кернеуіндегі (50-140кВ) тозаңдатуды қолданады: ЛБМ бөлшектері тәждік разряд немесе контактілік зарядталу нәтижесінде зарядқа (әдетте теріс зарядқа) ие болады және боялатын бұйымда тұнба түзіледі, осы бұйым қарама-қарсы таңбалы электрод ретінде қолданылады. Осы әдіспен металға және металл еместерге көп қатпарлы лаккраскалы төсем ретінде сыналады. Сонымен қатар градиентті лаккраскалы төсемді құрамында ұнтақ немесе өзара сәйкес келмейтін пленка құраушылардың термодинамикалық ерітінді дисперсияларының қоспасы бар ЛБМ-ды бір рет сылау арқылы алады. Ортақ еріткіштің булануы немесе пленка құраушының сұйытылу температурасынан асырып қыздыру нәтижесінде соңғысы өздігінен қатпарланып ұсақталады.
Сыланған ЛБМ-ді кептіру (қатайту) 15-250C жүргізіледі (салқын, табиғи жолмен кептіру) және жоғарғы температурада (ыстық, "пештік" кептіру). Табиғи жолмен кептіру тез кебетін пленка құраушылардан құралған немесе молекулалар арасындағы қанықпаған байланыс бар, қатайтатын зат ретінде О2 ауа немесе ылғал қолданылатын пленка құраушылардан тұратын ЛБМ және екі қабат ЛБМ-ды (қатайтатын зат бояу алдында сыналады) қолданғанда мүмкін болады. Төсемнің қасиеті ЛБМ-дың құрамымен анықталады (пленкақұрылымның типімен, пигментпен және т.б), сонымен қатар төсемнің құрылысымен лаккраскалы төсемнің ең маңызды физика механикалық сипаттамасы-астыңғы қабатқа қатысты адгезиялық беріктілігі, қаттылығы, майыстырғандағы және соққандағы беріктілігі. Одан басқа, лаккраскалы материалдар ылғалға қарсы төзімділікпен, ауаға төзімділігімен, химияға төзімділігімен және басқа қорғаныс қасиеттері бойынша, мысалы мөлдірлігі және жабықтығы (мөлдір емес), интенсивтілігі және түсінің жиілігі, жарқырау деңгейі бойынша бағаланады. ЛБМ-да қоспалардың және пигменттердің болуы жабықтылыққа әкеліп соғады. Соңғысы басқа да қызмет атқара алады; бояйды, қорғаныс қасиетін арттырады (коррозияға төзімділікті) және төсемге арнайы қасиетті береді (электорөтімділікті, жылуизоляциялатын қасиеті).
Адгезия (жабысу, бір-бірін тарту)- әртекті денелер бетінің бірігуі (астыңғы қабат пен лакбояулы материалда), екі фазалар айырымының бетіндегі молекулалардың әрекеттесуінің химиялық күшімен анықталады. Адгезия лаккраскалы пленкалардың іргесі болып келеді. Ол барлық басқа қасиеттерге үлкен әсерін тигізеді және берілген астыңғы қабат үшін қолданылуын анықтайда. Адгезия дәрежесі тек химиялық байланыстың беріктігін ғана емес, сонымен қатар қабаттың санына байланысты. Дөңестік немесе кедір-бұдырлы беттер адгезияны үлкейтеді, себебі бояу мен астыңғы қабаттың әсерлесу ауданы боялатын заттың сызықтық өлшемінен асып түседі. Лаккраскалы төсемнің беріктілігі - пленканың қысымға немесе белгілі бір қатты дененің кіруіне шыдамдылығы. Барлық бояулар мен лактар, сонымен қатар өндірістік материалдар үшін қатаю жылдамдығы маңызды және ол бұйымның қолданысқа дайындығымен тікелей байланысты. Майысқақтық - лаккраскалы пленканың деформациялық күш түсіргеннен соң бастапқы күйіне оралу мүмкіндігін анықтайды. Лаккраскалы пленкалардың деформациялық мүмкіндігі - қатпарлардың ажырауына және жарылуына қарсы төзімділігі. Астыңғы қабаттың сызықтық өлшемінің өзгеруі температураның және қоршаған ортаның салыстырмалы ылғалдығы өзгеруі салдарынан пайда болады. Майысқақтықты өлшеу үшін әдетте материалды иілгіштікке сынайды. Сонымен қатар майысқақтықты анықтау үшін қысым түсіреді (ISO 1520) немесе бос пленкаларды тәжірибе жасайды. Төзімділік немесе үлгітөзімділік - физикалық қасиеті, ол лакбояу төсемнің ескіруге қарсы төзімділігін сипаттайды. Төзімділік немесе үлгітөзімділік пленканың ұзақ уақыт қолданыста болуын анықтайтын параметрлердің бірі. Төзімділіктің шамасын анықтау үшін әртүрлі үлгілік орталар, әсер ету жылдамдығы және салмақ күші қолданылады. Ең кең таралған әдіс - айналмалы диск әдісі (ISO 7784), осында үлгілік диск белгілі бір жылдамдықпен, салмақпен және уақытпен төсемге әсер етеді. Айтылған әдістердің ешбірі нақты өлшем бермейтінін айта кету керек. Мәселен, қаттылықты өлшеу кезінде сыру арқылы қанағаттандырарлық нәтиже, ал маятник арқылы нашар нәтиже алуға болады. Дәл сондай мысалды төзімділік үшін қолдануға болады. Бұның болу себебі берілген қасиеттердің барлығына және де нәтижеге әсерін тигізеді. Мысалы: коагезия, адгезия көрсеткішіне молекула ішіндегі тізбек күшінің әсері; пластикалық деформациялық күш әсері түскеннен кейін төсем бейімділігі өз қалпын сақтайды, майысқақты өлшеу кезінде айтарлықтай өзгерістер болады. Және де төзімділік бұзылуы табиғаты бойыншы өзінің физикалық параметрлеріне сәйкес. ЛБМ-дың көп бөлігі органикалық ертінділерден тұрады, сол себепті лаккраскалы төсемнің өндірісі жарылысқа және өртке қауіпті болады. Сонымен қатар қолданылатын ерітінділер улы (ПДК 5-740 мгм3). ЛБМ-ды жаққаннан кейін ерітіндіні зиянсыздандыру керек; ЛБМ-ды көп шығындағанда және қымбат ерітінділерді қолданғанда оны кейінгі пайдаға асырған жөн - келешек регенерациямен булы қоспадан (құрамы 3-5гм3-ден кем емес ерітінділер) сұйық немесе қатты жұтқыштармен (активті көмір, цеолит) жұтқызу. Бұл жолда органикалық ерітінді құрамында жоқ және аса жоғары қатты заттар құрамды ЛБМ басым болады. Осы сәтте ең жоғары қауіпсіздік қасиеттерге ие (бірлік қалыңдықта) ерітінді түрінде қолданатын лаккраскалы төсем болып табылады. Лаккраска төсемнің ақаусыздығы, астыңғы қабатты суландыру арқылы жақсартылуы, эмальді сақтаудағы беріктігі (түрлі пигменттердің қонуын болдырмау), сулы және органикалы-дисперсиялық бояу күйіне дейін ЛБМ-дың жасалу стадиясында немесе функционалды қоспаларды жағу процесінде жүргізіледі, мәселен, судисперсиялы бояу құрлысы 5-7 қоспадан тұрады (диспергаторлар, стабилизаторлар, сулағыштар, коалесценттер, антикөпірткіштер және т.б.). Сапалық пен лаккраска төсемнің уақытқа төзімділігін бақылау үшін сыртқы тексерістер жүргізіп, құрылғылар арқылы физика-механикалық (адгезия, майысқақтық, қаттылық және т.б.), безендіргіш және қорғаныс қасиеттерін (антикоррозиялық, атмосфераға төзімділік, сужұтқыштық қасиеттері) анықтайды. Лаккраскалы төсемнің сапасын жеке әрі аса маңыздырақ сипаттамалармен (мысалы, лакбояулы төсемнің атмосфераға төзімділігі - жалтырауын жоғалту, таяздау) немесе квалиметрикалық жүйе бойынша: лаккраскалы төсем қолдану аймағына тәуелді xiin мәні бағалар түрінде (шамасына қатысты шексіз) берілген n-қасиеттер тобымен сипатталады және R комплекстік сипаттама ретінде анықталады:
R=Knki(xi-xi0) (1.2)
мұндағы xi=(аiа6макс); x0i=(амина6) (аi, а6макс, амин - нақты, минималды және максималды сипаттамалардың базалық мәндері); ki - i-нші қасиетінің салмақтылығы (лаккраскалы төсемнің әрбір типіне белгіленеді); К - масштабты коэффициент. Төсемнің жылуфизикалық сипаттамаларының маңыздыларына басқа кез келген материалдар сынды жылуөткізгіштігі, температура өткізгіштігі, жылусыйымдылық, сызықтық (немесе көлемдік) жылу кеңею коэффициенті. Жылуфизикалық сипаттамаларды білу жылуалмасу аппаратында төсем құрау кезінде, электрқозғалтқыштар, электрқұрылғылар, электрлік машина орамдар, радио және электрлі аппарат элементтері үшін қажетті. Пленка қабатының жылуөткізгіштігін термоиндикаторлық төсемнің сезімталдығы анықтайды, ал сызықтық жылулық кеңею коэффициентін - төсемдегі қыздыру кернеуі мәні анықтайды. Лаккраскалы төсем қажетті жылу изоляциялы материал ретінде де пайдаланыла алады. Көптеген төсемдердің жылуөткізгіштігі болаттың жылуөткізгіштігінен 100-400 есе, мыстың жылуөткізгіштігінен 1000 есе аз. Яғни бұл боялған заттардың жылуды нашар өткізіп, заттың тез қызып кетуін болдырмайды. Және де кристалды полимерлер негізінде жасалған төсемдердің жылу және температура өткізгіштігі аморфты негізде жасалған төсемдерден төмен келеді. Қалыпты шарттарда полимерлі пленканың меншікті жылусыйымдылығы шынының меншікті жылусыйымдылығынан 2 есе жоғары, ал металдікінен 3-5 жоғары. Төсемнің жылуфизикалық қасиеттері температура өзгерісімен байланысты және X,a температура тәуелділіктері кристалдық төсем құрауыштарда аморфтан қарағанда күрделі сипатқа ие. Жылу кеңею коэффициенті меншікті жылусыйымдылығының функциясы болып табылады.
Мыс пластинкалардағы жабындарда электрлік беріктігі АИИ-70 қондырғысында, жоғарғы кернеумен электрлік токтың қысқа уақытты әсерімен анықтайды. Жабынның ең маңызды жылуфизикалық сипаты, басқа материалдардағыдай - жылуөткізгіштік, температураөткізгіштік, жылусиымдылқ және сызықты немесе (көлемдік) жылулық ұлғаю коэффициенті болып табылады.
Тұтқыр сұйық материалдардың жылуөткізгіштігін өлшеу үшін жылулық режимнің үздіксіз әдісі қолданылады. Бұл әдіс симметриялы жазық бикалориметр көмегімен жүзеге асырылады.
Сурет 3. Бикалориметр:
1- корпус; 2-диск; 3,8-винт; 4-термопара; 5-тығыздау; 6-штифт; 7-қақпақ; 9-прокладка; 10-штуцер; 11-капилляр
Симметриялы жазық биколориметр - 1 мыс корпустан, 8-винтпен жабыстырылатын 7-қақпақтан, және диаметрі 100 мм және қалыңдығы 10 мм 2-дисктен тұрады. Дисклер, жазық және цилиндрлік беттер жағынан қақпақ пен корпус арасындағы тесіктің бірдей қалыңдықтары 6- фарфор штифтпен қамтамасыз етіледі. Қақпақты корпуспен жалғастыру 9-резиналы прокладкамен тығыздалады.
Бикалориметрді зерттеліп отырған сұйықпен толтыру 10-штуцер арқылы, ал оның артығы 11- шыны капилляр арқылы алынып тасталынады.
Бикалориметрді үздіксіз суыту режимімен қамтамасыз ететін шарттар (қоршаған ортаның тұрақты температурасы және жылубергіш коэффициентінің жоғарғы мәні) жүзеге асыру УТ-15 ультратермостат көмегімен жүзеге асады. Жылуөткізгішті өлшеу барысында уақыт аралығындағы температура айырымы 4-дифференциалды термопараға жалғанатын М 172 типті гальванометр көрсеткіші бойынша жүргізіледі. Термопараның ыстық ұшы дискінің ортасында орналасады да 3-винтімен бекітіледі. Термопараның термоэлектроды бикалориметрден 5- ті нығыздау арқылы шығарылады. Термопараның суық ұшы термостаттағы сұйық ішінде орналасады. Бикалориметрдің суытылу темпі гальванометр көрсеткіші бойынша, мына қатынастан есептелінеді
τ=lnN1-lnN2τ2-τ1
ал жылуөткізгіштік коэффициенті мына формуламен
λ=TFcp'ρ'δR' (1.3)
cp'-материалдың меншікті жылусиымдылығы;
ρ'- оның тығыздығы;
δ- зерттеліп отырған сұйық қабатының қалыңдығы;
R'- ядроның қалыңдығының жартысы.
F мәні былай анықталады
F=C'3C'+C (1.4)
мұндағы C', C- бикалориметрді толтыратын зерттеліп отырған сұйық пен ядроның сәйкес толық массалық жылусиымдылықтары. Берілген әдіспен (1.3)-формулаға сәйкес жылуөткізгіштікті өлшеу қателігі мына қатынастан анықталады
ελ=εT2+εF2+εcp'2+ερ12+εδ2+εR12
Стационар жылу режимінде, цилиндр ішіндегі температура өрісін сипаттайтын дифференциалдық теңдеулерді шешу нәтижесінде, эксперимент бойынша жылуөткізгіштік коэффициентін анықтау үшін есептеу тәуелділігі алынады
1rdtdr+d2tdr2+d2tdz2=-qλM (1.5)
мұндағы r, z-цилиндрлік координаталар; t-температура; λM-ішкі цилиндр материалының жылуөткізгіштік коэффициенті; q=QPIr0l-радиусы r0, ұзындығы l электр қыздырғыштың көлемдік жылулық тығыздығы.
Лак - субстрат бетіне біртекті мөлдір жабын құрайтын зат ерітіндісі. Бұл жабын ерітінді буланған кезде пайда болады. Көптеген полимерлер пленка құруға қабілетті, сондықтан оларды пленка жасағыштар деп атайды. Рошалдық лак-краскалы завод нц-0218 лагын өндіріп, жүзеге асырады. НЦ-0218 (нитроцеллюлозды) лагы құрамына шайыр, пластификатор және органикалық ұшқыш ерітінділер қоспасы кіретін өндірістік целлюлоза нитраттар ертіндісінен тұрады. НЦ-0218 лагы бөлме ішінде пайдаланатын ағаш бұйымдарына безендіргіш және эстетикалық келбет беруде қолданылады. НЦ лагы жағылған бұйымдар тегістегіштен өткізуге де, өткізбеуге де болады. НЦ-0218 лагы тегістеу мен жалтыратуға өте ыңғайлы және температура өзгерісіне төзімді тегіс және жылтыр бет құрайды. Лак жағылуы ауа тозаңдау жолымен немесе алдын-ала тазартылған және өңделген бетке тампон арқылы жүргізіледі.
Эмаль - бояудың кейбір қасиеттеріне сәйкес келетін лак-краскалы материал түрі. Эмаль синтетикалық және жасанды полимерлер ерітінділеріне кіретін пигменттер мен белгілі толтырғыш заттар. Эмальдік төсем бояуға қарағанда айтарлықтай берік. Рошалдық лак-краскалы завод әртүрлі эмаль түрлерін өндіреді: НЦ эмалі, ХВ эмалі, ПФ эмалі. НЦ эмалі көбінесе ішкі және сыртқы қолданыстағы ағаш, металл бұйымдарына арналған, ол тегіс және жалтыр бет құрайды, сонымен қатар тез кебеді. НЦ эмалін пневматтық тозаңдау әдісімен немесе бояу жаққышпен жағады. ПФ эмалі алдын ала тегістелген ағаш, не металл үстіне жағылады. Краска - табиғи полимерде немесе су дисперсиясындағы синтетикалық полимерлер олифінде ерітілген қатты бөлшектер суспензиясы. Жаңа және перспективті түрлерінің бірі жағу кезінде ерітуді қажет ететін асқан қатты төсем құрайтын ұнтақты бояу болып табылады.
Лак-краскалы материалдың келесі түрі тегістегіш. Тегістегіш деп аса ерекше адгезиялық беріктік құрайтын эмаль немесе бояуды атайды. Лак-краскалы материалдар әртүрлі компоненттер қосындысынан тұрады және негізгі компоненті пленкақұрағыш зат. Маңыздылығы бойынша екінші компонент ретінде түс беретін пигментті айтуға болады. Маңызды элементтердің қатарына ерітінді кіреді. Оның функциясы - жабысқақтықты төмендетіп, сапалы төсем құру үшін ЛБМ-ға қажетті жұмыс жайлылығын тудыру. Кедір-бұдыр бетті лак краскалы төсемнің деформативті қасиеттерінің байланысы зерттеу нәтижелерінде төсемнің беріктігі мен сыртқы көріністің сапасы арасында байланыс бар екенін анықтады. Лак краскалы төсемнің сыртқы көрініс сапасы дегеннің түбінде ақаулардың болу-болмау (қосылған жерлер, іздер, шегрендер, штрихтар, толқындар, т.б.) түсінігі жатыр. Төсемнің бетінде ақаулардың болуы міндетті түрде олардың физика математикалық қасиеттеріне әсерін тигізеді. Бетінде ақаулардың болуына байланысты қорғаныс-безендіру төсемдерінің құртылу ықтималдығы келесі формула анықтайды:
P=1-e-ρS (1.5)
мұндағы P-ақаулар концентрациясы, S-беттік ауданы. (1.5) теңдеуден көрініп тұрғандай, S беттің бірдей ауданында ақау концентрациясының өсуімен бірге төсемнің бұзылу ықтималдығы жоғарылайды. 3 және 4 суретте ∑ кернеу мен ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
ӘЛ-ФАРАБИ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
Физика факультеті
Жылуфизика және техникалық физика кафедрасы
Дипломдық жұмыс
Полимерлі материалдардың реологиясы және жылуфизикалық қасиеттерін зерттеу
Орындаған: 4 курс студенті _____________________С. Болат
Ғылыми жетекші: ______________________ З.Қ.Саттинова
Норма бақылаушы: _____________________ Ж.Қ. Шортанбаева
Қорғауға жіберілді:
Кафедра меңгерушісі, профессор __________________С.Ә. Бөлегенова
Алматы, 2012
Реферат
Бітіру жұмысы: -беттен, кіріспеден, - бөлімнен, -формуладан, қорытындыдан және -әдебиеттр тізімінен тұрады.
Негізгі объектісі: полимерлі, пластикалық, лак-краскалы тұтқыр сұйықтар реологиясы
Негізгі сипаттаушы сөздер: тұтқырпластикалыағыс, құрылымдық өзгеріс, дисперсті, дисперсионды орта, физикалық-математикалық нобай.
ГЛОССАРИЙ
Реология - серпімді, пластикалы, тұтқыр қасиеттерінің үйлестіктерінен тұратын тұтас ортаның деформациясы мен аққыштығын қарастыратын ғылым.
Суспензия - тұтқыр сұйықта таралған өте ұсақ қатты бөлшектер
Адгезия -
Коагезия -
Адсорбция -
Ламинарлық ағыс - тұтқыр сұйықтың араласпай қабат-қабат болып қозғалатын реттелген ағысы
Стационарлық ағыс - жүйенің әрбір нүктесінде гидродинамикалық айнымалылар уақыт бойынша өзгермейтін орнықты ағыс.
БЕЛГІЛЕУЛЕР
шектік жылжу кернеуі,
аққыштық шегі,
пластикалы тұтқырлық,
динамикалық тұтқырлық,
кинематикалық тұтқырлық,
сұйық тығыздығы,
жылуөткізгіштік коэффициенті,
жылусиымдылық коэффициенті,
көлденең және радиусты жылдамдықтар,
көлденең, радиалды координаталар,
L - канал ұзындығы,
g - еркін түсу үдеуі,
Lk - кристалдану жылуы,
Т - температура,
Т0 - бастапқы температура.
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ
1. ПОЛИМЕРЛІ, ПЛАСТИКАЛЫҚ СҰЙЫҚТАР МЕН ОЛАРДЫҢ ДИСПЕРСТІ ОРТАЛАРЫНЫҢ ЖЫЛУФИЗИКАЛЫҚ ҚАСИЕТТЕРІ
1.1 Лак және краскалы заттардың жылуфизикалық қасиеттерін өлшеу.
1.2 Полимерлер, пластикалы созылымдар мен дисперсті орталардың
жылуфизикалық қасиеттері.
1.3 Құрылымдық өзгерістер және оның тұтқыр сұйықтар реологиялық
сипаттамасында атқаратын қызметі. Эластикалық қасиеттері.
2. ЛАК-БОЯУЛАР ӨНДІРІСІНІҢ ЖАРТЫЛАЙ ӨНІМДЕРІНІҢ РЕОЛОГИЯЛЫҚ ЖӘНЕ ЖЫЛУФИЗИКАЛЫҚ ҚАСИЕТТЕРІ
2.1 Тұтқыр бояулы сұйықтардың дәрежелік реологиялық күй
теңдеулері. Тұтқыр бояулы ағыс параметрлерін анықтау.
2.2 Лак-краскалардың реологиялық қасиеттері
2.3 Оствальд дәрежелік заңына бағынатын тұтқыр сұйықтардың
дөңгелек құбырдағы ағысы
3. ЕСЕПТЕУ ЭКСПЕРИМЕНТ НӘТИЖЕЛЕРІ
4. ҚОРЫТЫНДЫ
КІРІСПЕ
Құрылыста кеңінен қолданылатын полимерлік және лак-краскалы материалдар өздерінің қасиеттерінің арқасында дәстүрлі материалдардың қатарына жатады. Полимерлік өнімдерді қалай сипаттауға болады: полимердің типі, өңдеу тәсілі, қолдану аймағы, сынаудың стандарттық шарттарында анықталған қасиеттері. Олар жеңіл, ұзақ уақытқа жарамды, жылуөткізгіштігі мен электрөткізгіштігі төмен, технологиялық тұрғыдан сапалы, химиялық орнықтылығы жоғары, безендіруге бейім және тағы басқа қасиеттері бар. Құрылыста қолданылатын лак, бояу, эмальдар мен полимерлердің көпшілігі безендіруге арналған және жабындар ретінде қолданылады. Полимерлік материалдарды, оның ішінде қорғаныштық безендіруге арналған сырлы жабындарды қолдану адам мен материалдардың шығынына алып келетін өрт санының артуына түрткі болып отыр, өйткені, олардың құрамында органикалық қабықша түзетін заттар өте көп. Қабаттарының саны көп ғимараттарды салу, қазіргі заманғы технологияларды, үлкен мөлшерде бөлгіш материалдарды қолдану саны артқан сайын өрт сөндірушілердің жұмысы тіптен көбейіп кетті. Өрттерге жоғарғы температура, көміртегі тотығы, улы түтін ғана емес, сонымен қатар термиялық бөлінуге бейім жоғары улы өнімдер, жарылыстар, иондаушы сәулелену мен өзге қауіпті факторлар да әсер етеді. Сондықтан органикалық жабындардың өрт қауіпсіздігін жоғарылату проблемасы өзекті болып отыр, оның шешімі үлкен практикалық маңыздылыққа ие. Осы себепті экономикалық тұрғыдан дамыған елдерде полимерлік құрылыс материалдарын түрлі ғимараттарда қолдану мәселесіне баса назар аударылуда. ТМД елдерінде сырлы бояулы жабындарды өндіру кемігенімен материалдардың осы түрінің нарықтағы сұранысы артып келеді және оны импорттың есебінен шешуде. Қазіргі таңда ТМД-дегі сырлы бояулы материалдардың қажеттілігі сыр мен бояулардың импортының есебінен 90%-ға қанағаттандырылуда. Қолдану барысында қабаттарды арттыру мүмкіндігі, түрлі сырлы бояулы жабындардың ара-жігінің ашылуы және осы себептен жабынның өрт қауіптілігі қасиеттері де өзгеріске ұшырайды. Безендіру материалдары мен жабындары, оның ішінде сырлы бояулы заттар құрылыста қолданылатын полимерлік материалдардың басым бөлігін алады. Сырлы бояулы заттардың тұтану заңдылықтары мен жану процесінің дамуын терең зерттеу теориялық та, тәжірибелік те тұрғыдан аса үлкен қызығушылық туғызады. Термиялық талдау әдісі мен жанудың жылулық теориясының негізгі қағидаларын қолдана отырып, сырлы бояулы жабындардың тұтану көрсеткіштері мен жанғыштығын болжауға кинетикалық тұрғыдан талдаудың методологиясы жасалған. Термиялық жұқа материалдарға қоса тұтану мәліметтері бойынша сырлы бояулы жабындардың жылуфизикалық қасиеттерін бағалау методологиясы да дамытылған. Жанғыш заттар мен материалдардың бөлінуінің тиімді макрокинетикалық параметрлерін қолдануға негізделген макрокинетикалық тәсілды сыртқы жылу ағынының массалық жану жылдамдығына әсер етудің бағамына, жылу бөліну жылдамдығына, тұтану барысындағы жылу ағынының тығыздығының критикалық мәніне қолданудың мүмкіндігі көрсетілді.
1. ЛАК, БОЯУ МАТЕРИАЛДАРДЫ ҚОЛДАНУ ӘДІСТЕРІ ЖӘНЕ ОЛАРДЫҢ ҚАСИЕТТЕРІ
1.1 Полимерлі және лак, бояу заттарының жылуфизикалық қасиеттерін өлшеу.
Полимерлі материалдарға табиғи немесе жасанды материалдар жатады, оларды қоршаған ортаның зиянды әсерлерінен қорғау мақсатында қабықша түзілу үшін, сонымен қатар архитектуралық-шығармашылық безендіру және тазалық-гигиеналық жағдайларды жақсарту үшін тұтқырсұйық күйінде құрылыс материалдары мен бұйымдардың бетіне жұқалап жағады. Полимерлі материалдар негізгі және көмекші деп жіктеледі. Негізгі материалдарға сырлар, бояулар, лактар мен эмальдар жатады, көмекші материалдар - грунтты және шпаклевкалы құрамдас, араластырғыштар мен т.б. Сырлар боялатын заттың текстурасын жасыратын мөлдір емес түсті безендіру және қорғаныш жабынын жасау үшін арналған. Лактар мөлдір түсті жабын түзеді және өңделетін бетті шекті тазалау, сонымен қатар боялатын қабықшаны механикалық бұзылулардан сақтау үшін қажет. Сырлардың құрамына байланыстыратын немесе қабықша түзетін және бояйтын заттар - пигменттер кіреді. Кейбір жағдайда олардың құрамына пигменттердің шығынын кемітетін толықтырғыштар және технологиялық және қолдану қасиеттерін жақсарту үшін арнайы үстемелер қосылады (қатаюды үдеткіштер - сиккативтер, араластырғыштар және т.б.). Лак дегенімзі - табиғи немесе синтетикалық полимерлердің, битумның, ұшпа ерітінділердегі олифаның дисперсиялары. Эмальды сырлар (эмаль) - полимерлі немесе май лактарындағы пигменттер суспензиясы - әдеттегі сырлармен салыстырғанда құрамында толықтырғыштардың мөлшері аз, жарқырауы да жақсы. Грунтты құрамдар қорғалатын бет пен жабын арасын байланыстырады. Грунттар әдетте сырлар сияқты заттардан тұрады, бірақ, олардың құрамында пигменттер аз болады. Шпаклевка кеуектерді толтырып, боялатын беттерді тегістеу үшін қажет. Жабыстыратын заттың ерітіндісімен қоса оның құрамында толықтырғыштың айтарлықтай мөлшері де болады, оның рөлін әдетте бор атқарады. Шпаклевкаларға құрамы бойынша байланыстырушы пасталар жақын, оның құрамында желімнің мөлшері мен өзге байланыстырушы заттардың мөлшері көп болады. Олар адгезиялық қасиеттерді жақсартады, яғни негізбен жабысуды қамтамасыз етеді. Сырлы бояулы материалдарды жабын түзуші заттардың сипаты бойынша (майлы, глифтальді, эпоксидті, әкті, силикатты және т.б.), сұйық фазаның түріне қатысты (сулы және сусыз), судың әсеріне қатысты (суға берік және суға берік емес), қолданылатын аясы бойынша (химиялық орнықты, термиялық орнықты, электр оқшаулаушы және т.б.) жіктейді.
Сырлы бояулы материалдар өздерінің реологиялық қасиеттері бойынша ньютондық сұйықтардан айтарлықтай ерекшеленеді. Физикалық табиғаты мен өзара әсерлесетін күштердің байқалу дәрежесіне қарай ағыстың алуан түрлері кездеседі. Оларға пластикалық және псевдопластикалық ағыстар тән, олар материал массасындағы түрлі дәрежедегі құрылымдануға қатысты жүзеге асады. Пластикалық ағыс жоғары толтырылған жүйелерді сипатттайтын (майлы, типографиялық, офсетті, шығармашылық, су дисперсиялық және т.б.) сырлардың көптеген түрлерінде байқалады. Ол тиксотропия құбылысымен байланысты. Құрылымдық тұтқырлықтың байқалуы көптеген жағдайларда оң қасиет ретінде танылады: сырлар паста сияқты, бұл шығармашылық және баспа ісінде маңызды рөл атқарады, оларда пигменттер тұнбайды, сырларды қалың қабаттармен жаға беруге болады. Ол үшін қабықша түзетін заттар мен пигменттерді сәйкесінше таңдап алу керек. Мысалы, алкидтерге полиамидтерді (олигомерлер), бентондарды (бентониттің органикалық негіздермен өзара әсерлесу өнімдері), алюминий алкоголяттарын, дегидратталған майсана майын қосу, сонымен қатар жоғары дисперсті пигменттер мен толықтырғыштарды (тальк, каолин, аэросил, титанның қос тотығы, кейбір органикалық пигменттер) және беттік-белсенді заттарды (Al және Zn стеараттары, балауыз) қолдану оларда өзіне тән жеткілікті жоғары беріктілігі бар коагуляциялық құрылымдардың түзілуіне алып келеді. Тиксотропты сырлар осы принципке сай жасалған. Жабындарды алу үшін алкидтар, эпоксиэфирлер, хлоркаучук, винил полимерлер негізіндегі тиксотропты сырлар мен грунттар жасалады және қолданылады (КЧ-771, ХС-416, ЭФ-094, ВД-ВА-27Т маркалы және т.б.). Орныққан құрылымында тиксотропты сырлар аққыш емес, алайда, бетке оңай жағылады, егер осы құрылым бұзылмаған болса. Осындай материалдар кәдімгі бингам денелері болып табылады. Олардың ағыстары жуықтап алғанда тұтқырпластикалық Шведов-Бингам ағыстарының теңдеуімен бейнеленеді.
Ұнтақты сырлардың құймаларының тұтқырлығын капиллярлық АКВ-2, КВПД вискозиметрлерімен және ротациялық РВ-7 вискозиметрмен немесе шартты түрде құйма тамшысының көкжиекке 60° жасай көлбеу орналасқан шыны пластинка бетімен аққан кезінде пайда болатын іздің ұзындығы бойынша анықтайды. Біртипті полимерлік сырларды, мысалы, полиэтилен сырларды салыстыру үшін құйманың аққыштық көрсеткішін (ҚАК) анықтауға арналған приборды қолданады. ҚАК күштің әсерінен 10 мин ішінде прибор соплосынан сығылып шығарылатын құйманың массасымен (г) сипатталады.
Көптеген жағдайда беттік керілу сұйық лактардың, сырлар мен қабықша түзетін құймалардың тозаңдандыруға бейімділігін және үлдірді батыру қабілеті, жағылған тамшылардың жылдамдығы, олардың бет бойынша ағуы сияқты маңызды қасиеттерді анықтайды. Сырлы бояулы материалдарды диспергирлеу (тозаңдандыру) барысында және диперсті бөлшектердің өзара бірігуі кезінде босап шығатын жаңа бетті түзу үшін қажетті жұмыс олардың беттік керілуіне пропорционал болады.
Сырлы бояулы материалдардың беттік керілуі көпкомпонентті жүйе ретінде олардың құрамына енетін сұйық компоненттердің беттік белсенділігімен анықталады. Өсімдік майын араластырып дайындалған сырлардың ауамен шекаралас бөлігінде жоғары емес беттік керілуі бар (25 -- 35 мДжм2). Сондықтан олар түрлі беттерге жақсы жағылады.
Жылуфизикалық қасиеттердің жылулық әсерге қатынасы материалдардың сапасының технологиялық және қолдану көрсеткіштерін анықтайды. Материалдың температурасын 1°С-қа көтеруге қажетті жылулық энергия мөлшері жылусиымдылық деп аталады. Жылусиымдылықты тәжірибелік тұрғыдан жүйенің жылулық баланс теңдеуін қолдана отырып, калориметрмен анықтайды. Жылусиымдылық химиялық құрамға, материалдардың құрылысына, олардың температурасы мен ылғалдылығына тәуелді. Алуан түрлі шынылардың меншікті жылусиымдылығы 15 -- 100° С температура интервалында 0,335-тен 1,047 кДж(кг° С) дейінгі аралықта жатады, ал табиғи және жасанды тас материалдар үшін - 0,754-тен 0,921 кДж(кгХ Х°С) дейін. Ал органикалық материалдар үшін бейорганикалықтарға қарағанда айтарлықтай аз. Материалдағы температура айырымы болғанда анағұрлым аз қыздырылған бетерге жылу беріледі. Жылуөткізгіштік бөлшектердің тербелмелі қозғалысынан (керамика, табиғи тастар, шыны) немесе электрондардың соқтығысынан және олардың атомдармен соқтығысуынан (металдар) болады. Минералды кристалдық материалдар үшін жылуөткізгіштік температура артқан сайын кемиді, ал аморфты материалдарға кері тәуелділік тән. Жылуөткізгіштіктің өлшемі - температуралар айырымы болғанда бірлік уақытта бірлік беттен берілетін жылу мөлшері. Оны тәжірибелік жолмен мына теңдеуге сүйене отырып табады:
(1.1)
Мұндағы Q- жылу мөлшері, Дж; - жылу ағынының бағытына перпендикуляр қима ауданы, м; - жылу ағынының өту уақыты; - температуралар айырымы, ; - материалдың қалыңдығы, м. Жылуөткізгіштікке кері шама термиялық кедергі деп аталады. Жылуөткізгіштік материалдың химиялық құрамы, оның кеңістіктік торының құрылымы күрделенген сайын, кристалдық күйден аморфты күйге көшкенде кемиді, дегенмен ол анағұрлым кеуектілікке аса сезімтал. Төменде салыстыру үшін орташа тығыздығы әр түрлі кейбір материалдардың жылуөткізгіштігінің мәндері келтірілген. Кеуектілігі артқан сайын материалдар белгілі заттардан тұратын жылуөткізгіштігі төмен ауамен қаныға бастайды [0,023 Вт(м-°С)]. Жылуөткізгіштігі төмен материалдар үшін ұсақ кеуекті құрылым болған жақсы, өйткені, осы жағдайда конвекцияның есебінен жылу тасымалы, яғни қыздырылған ауа аз болады. Жылуөткізгіштік - жылулық оқшаулайтын материалдар мен қабырғалар және жабылған ғимараттарды салу үшін қажетті материалдардың анықтаушы көрсеткіштерінің бірі. Қыздыру барысында тербеліс амплитудасының артуы атом аралық қашықтықтың өзгерісіне және қатты денелердің жылулық кеңеюіне алып келеді. Жылулық ұлғаюды сипаттау үшін әдетте сызықты ұлғаюдың температуралық коэффициентін қолданады. Оны температуралық тігіндерді қондырғанда, қорғаныш жабындарын енгізгенде, композициялық материалдардың құрамын таңдағанда ескеруге тура келеді. Ол қыздыру барысында үлгінің салыстырмалы ұзаруымен сипатталады. Органикалық полимер материалдардың сызықты ұлғаюының температуралық коэффициенті бейорганикалыққа қарағанда айтарлықтай үлкен. Егер кварц шыны үшін ол 0,5-10~6 болса, дюралюминий құймасы үшін 2,2-10~6, болат үшін 12-10~6, онда поливинилхлорид үшін (80 -- 90) X ХЮЛ, полиэтилен үшін (160 -- 230) :: 10~~6 град. Сызықты ұлғаю коэффициенті кеміген сайын термо орнықтылық - бір және көп ретті термиялық әсерлерде материалдың сипаттамаларын сақтау қабілеті артады. Термо орнықтылықты әдетте температурамен анықтайды, оны тез қыздырып, кенет суытқан кезде материалдың беріктілігі күрт төмендеп кетеді. Термо орнықтылық жылуөткізгіштік пен беріктілік артқан сайын, серпімділік модулі кеміген сайын, материалдың біртектілігі артқан сайын ұлғаяды. Материалдың балқымай, жоғары температураларға беріктілік қасиеті отқа беріктілік деп аталады. Отқа беріктілікті температурамен сипаттайды, осы температура мәнінде пирамида пішінді үлгі деформацияланады және төбесі негізіне жетеді. Отқа берік заттарға отқа беріктілігі 1580° С аз емес материалдар жатады (динас, шамот, хромит, карборунд және т.б.).
Жоғары температураларда материалдар балқығанға дейін бұзылуы мүмкін. Материалдардың жоғары температураларда химиялық және механикалық бұзылуға орнықтылығы ыстыққа төзімділік деп аталады, ал өрт жағдайында өрттің әсеріне төтеп беру кезінде физика-механикалық қасиеттерін сақтау қабілеті - отқа беріктілік деп аталады. Отқа беріктілік шегі - беріктілік шығынына дейін оттың әсеріне қарсылық көрсету ұзақтығы. Қорғалмаған металл қондырғылардың отқа беріктілік шегі, мысалы, 0,54 тең, темір бетон - 1-2, бетон - 2-5 сағ. Өрт қауіптілігі дәрежесіне қарай материалдар жанатын, қиын жанатын және жанбайтын деп жіктеледі. Жанатын заттарға мысал ретінде көптеген органикалық материалдарды айтуға болады, қиын жанатындарға органикалық минерал текті материалдар жатады (арболит, фибролит және т.б.). Отқа беріктілікті арттыру үшін қорғаныштық заттарды - антипирендерді (аммонилік қоспалар, бор-фосфорқышқылдық тұздар, силикаттар және т.б.) қолданады. Сырлы бояулы жабындарды бетке жаққанда тұтқырлық мәні үлкен болады. Шартты тұтқырлықты вискозиметрмен анықтайды. Сырлы бояулы материалдардың шартты тұтқырлығы дегеніміз - материалдың белгілі бір көлемінің калибрленген сопло арқылы секундтар ішінде үздіксіз ағып шығуы. Маңызды технологиялық көрсеткіш ретінде сырлы бояулы заттардың жабындылығы алынады, ол боялатын материал бетінің 1 м беті арқылы шығынымен сипатталады. Осы көрсеткіштің мәні сырлы бояулы заттың жаққандағы біртектілігін анықтайды, бұл оның экономикалық тиімділігін білдіреді. Жабындылық пигменттің оптикалық қасиеттеріне, оның дисперстілігіне және байланыстырушы заттағы көлемдік концентрациясына, сондай-ақ сырлы бояулы заттың дисперстілік дәрежесіне тәуелді. Жабындылыққа қабықша түзетін материалдың химиялық құрамы мен түсі, байланыстырушы заттың физика-химиялық қасиеттері, ерітіндінің түрі және т.б. айтарлықтай әсер етеді. Алайда, жабындылық негізінен қабықшада өтетін оптикалық құбылыстардың салдарынан жүзеге асады. Жабындардың механикалық қасиеттері көптеген жағдайда қорғаныштық қасиеттердің деңгейлерін анықтайды, сонымен қатар айтарлықтай дәрежеде жабындардың безендіруші функцияларына әсер етеді. Жабындардың механикалық қасиеттеріне қаттылық, майысқыштық, соққыға беріктілік, адгезия жатады. Қаттылық - жабынға өзге дене енген кезде оның көрсететін қарсылығы. Қабықшаның қаттылығы - ішінара құрғау дәрежесін, сонымен қатар беттің беріктілігін сипаттайтын сырлы бояулы жабындардың маңызды механикалық қасиеттерінің бірі. Жабынды майыстыру жанама түрде оның эластикалығымен, яғни морт сынғыштыққа қарсы қасиетімен сипатталады. Әдістің мәні мынада: серіппені майыстыру кезінде оның минимал диаметрін анықтауда жатыр. Адгезия - сырлы бояулы бұйымдардың боялатын бетпен байланысу қабілеті. Адгезия мәніне жабындардың механикалық және қорғаныштық қасиеттері тәуелді болады. Адгезияны анықтау үшін үш стандартты әдіс бар (торлы әдіс, қабаттан ажырату әдісі, кері соқпамен торлы кесу әдісі). Суға орнықтылық - сырлы бояулы жабындардың өзгеріссіз теңіз суына шыдамдылық қабілеті. Аязға беріктілік - сырлы бояулы материалдың қатыру-ерітудің бірнеше циклдарынан соң өзінің физика-химиялық қасиеттерін сақтап қалу қабілеті. Термиялық орнықтылық - жабынның өзінің функцияларын белгілі бір уақыт ішінде сақтай алатын шекті рұқсат етілген температура мәні. ПФ-115 эмальдері бетті температураның 60-800 С дейін периодты әсерінен сақтайды. Атмосфераға орнықтылығы - сырлы бояулы бұйымның белгілі бір уақыт ұзақтылығында атмосфералық жағдайларда өзінің қорғаныштық және безендіру қасиеттерін сақтау қабілеті. Мөлшерлік тұрғыдан атмосфераға орнықтылығын сырлы бояулы жабынның қызмет ету мерзімімен бағалайды (жыл, ай). Атмосфералық әсердің салдарынан бұзылулар орын алып, қорғаныштық және безендіру қасиеттерінің дәрежелері анықталады. Қызмет ету мерзімі жергілікті жердің климаттық және арнайы шарттарына тәуелді болады. Сырлы бояулы жабындардың безендіру қасиеттерінің шығынына қатысты бұзылулардың түрлеріне мыналар жатады: жарқырауының жоғалуы, түсінің өзгеруі, ақшыл түстілігі және ласты ұстап қалуы. Барлық үдетілген сынақтар (атмосфералық, коррозиялық беріктілігі, ұзаққа шыдамдылығы) толығымен табиғи жағдайларда өтетін процестерді бейнелей алмайды. Олардың құрамында стандартты әсер ету факторларының саны шекті, ал олардың саны табиғат жағдайларында айтарлықтай көп болуы мүмкін.
Қазіргі таңда заманауи шарттарда сырлы бояулы материалдардың үш негізгі даму бағыттарын жіктеп көрсетуге болады:
- дәстүрлі органикалық еритін сырлы бояулы материалдар;
- суда еритін сырлы бояулы материалдар;
- ұнтақты сырлы бояулы материалдар.
Дәстүрлі органикалық еритін материалдар қазіргі таңда жөндеуге қатысты бояу жұмыстарында басымдылыққа ие.
Дәстүрлі СБМ балама ретінде суда еритін және ұнтақты СБМ жатады. Суда еритін СБМ дәстүрлі органикалық еритін материалдардан ерекшеленеді, оларды суды еріткіш ретінде қолданады. Бұл олардың экологиялық сипаттамаларын жақсартуда өз әсерін тигізбей қоймайды. Алайда, суда еритін СБМ органикалық еритін материалдар сияқты қолдану коэффициенттері төмен және қолданылған сырлы бояулы материалдарды қайта өндіріске қайтару мүмкін емес. Ұнтақты сырлы бояулы материалдар - бұл көпкомпонентті жүйелер, қатты бөлшектерден - қабықша түзетін негіз бен оларды бөліп тұратын ортадан - ауадан құралады. Олар пигменттелмеген - лактар және пигменттелмеген - сырлар болуы мүмкін.
Ұнтақты сырлар негізіндегі жабындар жоғары адгезиялық беріктілігімен, химиялық орнықтылығымен және жақсы физика-механикалық қасиеттерімен сипатталады; олар түрлі салаларда кеңінен қолданылады. Алайда, ұнтақты сырларды жөндеу жұмыстарында қолдану жоғары қатаю температурасы сияқты бірқатар қиындықтарды туғызады. Осы проблеманы шешу үшін ашық терморадиациялық қыздыруды қолданған жөн. Екінші тарауда ұнтақты сырлардың тиімді қатаю режимдерін терморадиациялық әдіспен анықтаудың теориялық моделінен тұрады. Терморадиациялық қыздыру машиналардың элементтерін монтаждамай-ақ, сырлы бояулы жабынның ақауларын жергілікті жоюға мүмкіндік жасайды. Терморадиациялық қатаю процесін 1 суреттегі сызба түрінде бейнелеуге болады.
Сурет 1 . Сырлы бояулы материалдың қабатына инфрақызыл сәуленің ену сызбасы:
1- үлдір; 2- сырлы бояулы материал; l1 - үлдірдің қалыңдығы; l2 - жағылған сырлы бояулы материалдың қалыңдығы; tв - қоршаған ортаның температурасы; х - температура максимумының координатасы; а - СБМ қабаты жұтқан сәуле ағынының бөлігі; б - үлдір қабаты жұтқан сәуле ағынының бөлігі; в - СБМ қабаты жұтқан шағылған сәуле ағынының бөлігі; г - СБМ қабаты жұтпаған сәуле ағынының бөлігі.
Полимерлі материалдар әскери ауыр техника өндіру өнеркәсібінде, құрылыста, тұрмыста, ішкі көріністі безендіруде, жарнамалық тақталарды жасауда және тағы басқа көптеген аймақтарда қолданады. Әрбір аймақта ЛБМ өзінің негізгі қасиеттерін көрсетеді. Оларды қолдану арқылы бетті қорғап, коррозиядан, шіруден және бұзылудан сақтай аламыз. Сонымен қатар ЛБМ-ның тұрмыстағы және безендіру аймағындағы сәндік ерекшеліктері мен мүмкіндіктерін ескермеуге болмайды. Мүлде адам ойына кірмейтін түстер мен түрлер беру, ерекше текстура таңдай, бірегей ішкі көрініс құру - барлығына да лакбояу материалдар қабілетті. Олар келесі негізгі қызметтерді атқарады: біріншіден, жарықты шағылдыратын, сәуле шығаратын (жарықпен сәулелендіргенде немесе радиоактивті сәулеленуге ұшырағанда спектрдің көрінетін аумағында люминесценциялануы мүмкін), термоиндикаторлық (белгілі температурада түсін немесе жарқырауын өзгертеді), отқа төзімді, суға төзімді (дыбысты изоляциялайтын). Сыртқы келбеті бойынша (ақаудың болуы, бетіндегі кедір-бұдырдың болуы) лакбояулы төсемді 7 классқа бөлуге болады. Лакбояулы төсемді алу үшін пленка құраушының химиялық қасиеті және құрамы бойынша бір-бірінен өзгешеленетін әртүрлі лакбояулы материалдар (ЛБМ) қолданылады; құрамында термопластикалық пленка құраушылары бар ЛБМ (битумдық, эфирцеллюлоздық лактар); құрамында майлар бар ЛБМ (олифтер, майлы лактар, майлы бояулар); майлармен модификацияланған ЛБМ (алкидті лактар). Лакбояулы төсемді ауылшаруашылықтың барлық салаларында және күнделікті өмірде кеңінен қолданады. ЛБМ-дың 50%-дан астамы машина құрылысында қолданады (оның 20%-автомобиль құрылысында), 25 %-үй құрылысында. Үй құрылысында лакбояулы төсемді (сылау жұмыстарында) алу үшін ЛБМ-ды өндірудің және қолданудың ең жеңіл әдісін пайдаланады. Көбінесе ЛБМ-ды бірнеше рет жаққаннан кейін ғана лакбояулы төсемді аламыз (2 сур).
Сурет 2. Қорғаныс лакбояулы төсем: 1-фосфатты қабат, 2- грунт; 3-
аралық қабат(шпатлевка), 4-эмаль қабаты.
Бір қатпарлы лакбояулы төсемнің ені 3-30 мкм шамасында ауытқиды, көп қатпарлыда 300 мкм-ге дейін. Алынған төсем көп қатпарлы болуы үшін (мысалы төзімділігі жоғары) әртекті ЛБМ-ды қабат-қабат түрінде жағады (комплексті лакбояулы төсем), сонымен қатар әрбір қабат өзінің ерекше функциясын атқарады: қабат-грунт (іргесі) астыңғы қабатқа қатысты комплексті қатпардың адгезиясының болуына себепті болады, металлдың электрохимиялық коррозиясын бәсендетеді, аралық қабат(шпатлевка) - бетті тегістейді; жоғары қабат - төсемді (эмальдар, кейде жарқырау қасиетін арттыру үшін соңғы қабатта лак болады) қабат сәндеу үшін және жартылай төзімділік қасиеті үшін қолданылады. Мөлдір төсемді материалды алу үшін лакты төзімді қатпарға жағады. Комплексті лакбояулы төсемді алудың технологиялық процесі оншақты іс-әрекеттерден тұрады. Осы әрекеттер дайындаудан, ЛБМ-ды жағудан, одан кейін оны кептіруден (қатаю күйіне жеткізіп) және аралық өңдеуден тұрады. Технологиялық процессті таңдау ЛБМ типіне, лакбояулы төсемді қолдану жағдайына, астыңғы қабаттың табиғатына, затты бояу формасына байланысты. Боялатын беттік аумақты дайындаудың сапасы лакбояулы төсемнің астыңғы қабатқа қатысты адгезиялық төзімділігін және оның ұзақ уақыт бойы қолданыста болатындығын белгілі бір үлкен дәрежеде анықтайды. Металлдың бетін дайындау механикалық немесе қол құрал-жабдықтары арқылы тазартудан, құм ағыны немесе бөлшек ағынымен өңдеуден және химиялық әдіспен өңдеуден тұрады. Соңғысы төмендегіден құралған: бетті майсыздандыру;
уландыру - тотты кетіру және т.б. тот басудың өнімдерін беттен кетіру (әдетте бетті майсыздырғаннан кейін); конверсиялық қатпарлау (беттің тегін өзгерту; ұзақ уақыт бойы кетпейтін комплексті лаккраскалы төсемді алғанда қолданылады). Оған болаттың бетіндегі суда ерімейтін үш рет орын алмастырылған ортофосфаттанған пленканың пайда болуына негізделген фосфаттауды жатқызамыз; оксидтеуді жатқызамыз (көбінесе анодтағы электрохимиялық әдіс арқылы);
Сұйық және ұнтақ ЛБМ-ды сылау әдістері әртүрлі және оны қолданудың бірнеше әдістері бар: қолмен (валик арқылы, шпатель арқылы) - ірі өлшемді заттарды бояу үшін (үй құрылыс кешендерін, кейбір шаруашылық құрылымдарын), ақауларды түзету үшін, күнделікті өмірде; табиғи жолмен кептірілетін ЛБМ қолданылады. Су араластырылған ЛБМ-ды қарастыратын болсақ, осында нәтижесінде электро-, хемо-, термотұнба түзілетін әдіс қолданылады. Зарядтың таңбасына байланысты заттың боялатын бетін ано - және катоферетикалық электротұнба түзу бойынша бөледі, яғни электрофорез нәтижесінде ЛБМ бөлшектері анод немесе катод ролін атқаратын затқа қарай бағытталып қозғалады. Катодтық электротұнба түзілу (анодтағы секілді металлдың қышқылдануы болмайтын) кезінде коррозиялық төзімділігі өте жоғары лаккраскалы төсем алынады. Электротұнба түзу әдісі заттың бұрышын, шеттерін, ішкі аймақты коррозиядан қорғауға жақсы көмектеседі, бірақ ЛБМ-ды бір қабатты етіп жағу керек, себебі диэлектрик болып табылатын бірінші қабат екінші қабаттың электротұнба түзуіне кедергі жасайды. Хемотұнба түзу кезінде құрамында қышқылданатын заттар бар дисперсиялық типті ЛБМ қолданылады. Астыңғы қабаты металл болатын қабатпен әрекеттескенде, оның бетінде ЛБМ-ның жоғарғы қатпарының коагуляциясын тудыратын поливаленттік иондардың жоғарғы концентрациясы пайды болады. Термотұнба түзу кезінде тұнба қыздырылған бетте пайда болады; осында сулы дисперсиялық ЛБМ құрамына қыздырылған кезінде еру қасиетін жоғалтатын арнайы БАЗ қоспасын қосады. Ағынның астынан өткізу - боялатын дене ЛБМ ағынының астынан өткізіледі. Осы әдіс түйіндерді, әртүрлі машина бөлшектерін және құрылғыларды бояу үшін қолданылады.
Тозаңдану әдісінің елеулі кемшілігі - ЛБМ шығынының өте жоғары болуы (бояйтын камера және гидрофильтр шеттеріндегі тұнба түзілуі салдарынан желдеткішке әкелетін тұрақты аэрозоль түрінде болады); пневмотозаңдату кезеңінде 40% - ға жетеді. Шығынды азайту үшін (1-5%-ға дейін) электромагниттік өрістің жоғарғы кернеуіндегі (50-140кВ) тозаңдатуды қолданады: ЛБМ бөлшектері тәждік разряд немесе контактілік зарядталу нәтижесінде зарядқа (әдетте теріс зарядқа) ие болады және боялатын бұйымда тұнба түзіледі, осы бұйым қарама-қарсы таңбалы электрод ретінде қолданылады. Осы әдіспен металға және металл еместерге көп қатпарлы лаккраскалы төсем ретінде сыналады. Сонымен қатар градиентті лаккраскалы төсемді құрамында ұнтақ немесе өзара сәйкес келмейтін пленка құраушылардың термодинамикалық ерітінді дисперсияларының қоспасы бар ЛБМ-ды бір рет сылау арқылы алады. Ортақ еріткіштің булануы немесе пленка құраушының сұйытылу температурасынан асырып қыздыру нәтижесінде соңғысы өздігінен қатпарланып ұсақталады.
Сыланған ЛБМ-ді кептіру (қатайту) 15-250C жүргізіледі (салқын, табиғи жолмен кептіру) және жоғарғы температурада (ыстық, "пештік" кептіру). Табиғи жолмен кептіру тез кебетін пленка құраушылардан құралған немесе молекулалар арасындағы қанықпаған байланыс бар, қатайтатын зат ретінде О2 ауа немесе ылғал қолданылатын пленка құраушылардан тұратын ЛБМ және екі қабат ЛБМ-ды (қатайтатын зат бояу алдында сыналады) қолданғанда мүмкін болады. Төсемнің қасиеті ЛБМ-дың құрамымен анықталады (пленкақұрылымның типімен, пигментпен және т.б), сонымен қатар төсемнің құрылысымен лаккраскалы төсемнің ең маңызды физика механикалық сипаттамасы-астыңғы қабатқа қатысты адгезиялық беріктілігі, қаттылығы, майыстырғандағы және соққандағы беріктілігі. Одан басқа, лаккраскалы материалдар ылғалға қарсы төзімділікпен, ауаға төзімділігімен, химияға төзімділігімен және басқа қорғаныс қасиеттері бойынша, мысалы мөлдірлігі және жабықтығы (мөлдір емес), интенсивтілігі және түсінің жиілігі, жарқырау деңгейі бойынша бағаланады. ЛБМ-да қоспалардың және пигменттердің болуы жабықтылыққа әкеліп соғады. Соңғысы басқа да қызмет атқара алады; бояйды, қорғаныс қасиетін арттырады (коррозияға төзімділікті) және төсемге арнайы қасиетті береді (электорөтімділікті, жылуизоляциялатын қасиеті).
Адгезия (жабысу, бір-бірін тарту)- әртекті денелер бетінің бірігуі (астыңғы қабат пен лакбояулы материалда), екі фазалар айырымының бетіндегі молекулалардың әрекеттесуінің химиялық күшімен анықталады. Адгезия лаккраскалы пленкалардың іргесі болып келеді. Ол барлық басқа қасиеттерге үлкен әсерін тигізеді және берілген астыңғы қабат үшін қолданылуын анықтайда. Адгезия дәрежесі тек химиялық байланыстың беріктігін ғана емес, сонымен қатар қабаттың санына байланысты. Дөңестік немесе кедір-бұдырлы беттер адгезияны үлкейтеді, себебі бояу мен астыңғы қабаттың әсерлесу ауданы боялатын заттың сызықтық өлшемінен асып түседі. Лаккраскалы төсемнің беріктілігі - пленканың қысымға немесе белгілі бір қатты дененің кіруіне шыдамдылығы. Барлық бояулар мен лактар, сонымен қатар өндірістік материалдар үшін қатаю жылдамдығы маңызды және ол бұйымның қолданысқа дайындығымен тікелей байланысты. Майысқақтық - лаккраскалы пленканың деформациялық күш түсіргеннен соң бастапқы күйіне оралу мүмкіндігін анықтайды. Лаккраскалы пленкалардың деформациялық мүмкіндігі - қатпарлардың ажырауына және жарылуына қарсы төзімділігі. Астыңғы қабаттың сызықтық өлшемінің өзгеруі температураның және қоршаған ортаның салыстырмалы ылғалдығы өзгеруі салдарынан пайда болады. Майысқақтықты өлшеу үшін әдетте материалды иілгіштікке сынайды. Сонымен қатар майысқақтықты анықтау үшін қысым түсіреді (ISO 1520) немесе бос пленкаларды тәжірибе жасайды. Төзімділік немесе үлгітөзімділік - физикалық қасиеті, ол лакбояу төсемнің ескіруге қарсы төзімділігін сипаттайды. Төзімділік немесе үлгітөзімділік пленканың ұзақ уақыт қолданыста болуын анықтайтын параметрлердің бірі. Төзімділіктің шамасын анықтау үшін әртүрлі үлгілік орталар, әсер ету жылдамдығы және салмақ күші қолданылады. Ең кең таралған әдіс - айналмалы диск әдісі (ISO 7784), осында үлгілік диск белгілі бір жылдамдықпен, салмақпен және уақытпен төсемге әсер етеді. Айтылған әдістердің ешбірі нақты өлшем бермейтінін айта кету керек. Мәселен, қаттылықты өлшеу кезінде сыру арқылы қанағаттандырарлық нәтиже, ал маятник арқылы нашар нәтиже алуға болады. Дәл сондай мысалды төзімділік үшін қолдануға болады. Бұның болу себебі берілген қасиеттердің барлығына және де нәтижеге әсерін тигізеді. Мысалы: коагезия, адгезия көрсеткішіне молекула ішіндегі тізбек күшінің әсері; пластикалық деформациялық күш әсері түскеннен кейін төсем бейімділігі өз қалпын сақтайды, майысқақты өлшеу кезінде айтарлықтай өзгерістер болады. Және де төзімділік бұзылуы табиғаты бойыншы өзінің физикалық параметрлеріне сәйкес. ЛБМ-дың көп бөлігі органикалық ертінділерден тұрады, сол себепті лаккраскалы төсемнің өндірісі жарылысқа және өртке қауіпті болады. Сонымен қатар қолданылатын ерітінділер улы (ПДК 5-740 мгм3). ЛБМ-ды жаққаннан кейін ерітіндіні зиянсыздандыру керек; ЛБМ-ды көп шығындағанда және қымбат ерітінділерді қолданғанда оны кейінгі пайдаға асырған жөн - келешек регенерациямен булы қоспадан (құрамы 3-5гм3-ден кем емес ерітінділер) сұйық немесе қатты жұтқыштармен (активті көмір, цеолит) жұтқызу. Бұл жолда органикалық ерітінді құрамында жоқ және аса жоғары қатты заттар құрамды ЛБМ басым болады. Осы сәтте ең жоғары қауіпсіздік қасиеттерге ие (бірлік қалыңдықта) ерітінді түрінде қолданатын лаккраскалы төсем болып табылады. Лаккраска төсемнің ақаусыздығы, астыңғы қабатты суландыру арқылы жақсартылуы, эмальді сақтаудағы беріктігі (түрлі пигменттердің қонуын болдырмау), сулы және органикалы-дисперсиялық бояу күйіне дейін ЛБМ-дың жасалу стадиясында немесе функционалды қоспаларды жағу процесінде жүргізіледі, мәселен, судисперсиялы бояу құрлысы 5-7 қоспадан тұрады (диспергаторлар, стабилизаторлар, сулағыштар, коалесценттер, антикөпірткіштер және т.б.). Сапалық пен лаккраска төсемнің уақытқа төзімділігін бақылау үшін сыртқы тексерістер жүргізіп, құрылғылар арқылы физика-механикалық (адгезия, майысқақтық, қаттылық және т.б.), безендіргіш және қорғаныс қасиеттерін (антикоррозиялық, атмосфераға төзімділік, сужұтқыштық қасиеттері) анықтайды. Лаккраскалы төсемнің сапасын жеке әрі аса маңыздырақ сипаттамалармен (мысалы, лакбояулы төсемнің атмосфераға төзімділігі - жалтырауын жоғалту, таяздау) немесе квалиметрикалық жүйе бойынша: лаккраскалы төсем қолдану аймағына тәуелді xiin мәні бағалар түрінде (шамасына қатысты шексіз) берілген n-қасиеттер тобымен сипатталады және R комплекстік сипаттама ретінде анықталады:
R=Knki(xi-xi0) (1.2)
мұндағы xi=(аiа6макс); x0i=(амина6) (аi, а6макс, амин - нақты, минималды және максималды сипаттамалардың базалық мәндері); ki - i-нші қасиетінің салмақтылығы (лаккраскалы төсемнің әрбір типіне белгіленеді); К - масштабты коэффициент. Төсемнің жылуфизикалық сипаттамаларының маңыздыларына басқа кез келген материалдар сынды жылуөткізгіштігі, температура өткізгіштігі, жылусыйымдылық, сызықтық (немесе көлемдік) жылу кеңею коэффициенті. Жылуфизикалық сипаттамаларды білу жылуалмасу аппаратында төсем құрау кезінде, электрқозғалтқыштар, электрқұрылғылар, электрлік машина орамдар, радио және электрлі аппарат элементтері үшін қажетті. Пленка қабатының жылуөткізгіштігін термоиндикаторлық төсемнің сезімталдығы анықтайды, ал сызықтық жылулық кеңею коэффициентін - төсемдегі қыздыру кернеуі мәні анықтайды. Лаккраскалы төсем қажетті жылу изоляциялы материал ретінде де пайдаланыла алады. Көптеген төсемдердің жылуөткізгіштігі болаттың жылуөткізгіштігінен 100-400 есе, мыстың жылуөткізгіштігінен 1000 есе аз. Яғни бұл боялған заттардың жылуды нашар өткізіп, заттың тез қызып кетуін болдырмайды. Және де кристалды полимерлер негізінде жасалған төсемдердің жылу және температура өткізгіштігі аморфты негізде жасалған төсемдерден төмен келеді. Қалыпты шарттарда полимерлі пленканың меншікті жылусыйымдылығы шынының меншікті жылусыйымдылығынан 2 есе жоғары, ал металдікінен 3-5 жоғары. Төсемнің жылуфизикалық қасиеттері температура өзгерісімен байланысты және X,a температура тәуелділіктері кристалдық төсем құрауыштарда аморфтан қарағанда күрделі сипатқа ие. Жылу кеңею коэффициенті меншікті жылусыйымдылығының функциясы болып табылады.
Мыс пластинкалардағы жабындарда электрлік беріктігі АИИ-70 қондырғысында, жоғарғы кернеумен электрлік токтың қысқа уақытты әсерімен анықтайды. Жабынның ең маңызды жылуфизикалық сипаты, басқа материалдардағыдай - жылуөткізгіштік, температураөткізгіштік, жылусиымдылқ және сызықты немесе (көлемдік) жылулық ұлғаю коэффициенті болып табылады.
Тұтқыр сұйық материалдардың жылуөткізгіштігін өлшеу үшін жылулық режимнің үздіксіз әдісі қолданылады. Бұл әдіс симметриялы жазық бикалориметр көмегімен жүзеге асырылады.
Сурет 3. Бикалориметр:
1- корпус; 2-диск; 3,8-винт; 4-термопара; 5-тығыздау; 6-штифт; 7-қақпақ; 9-прокладка; 10-штуцер; 11-капилляр
Симметриялы жазық биколориметр - 1 мыс корпустан, 8-винтпен жабыстырылатын 7-қақпақтан, және диаметрі 100 мм және қалыңдығы 10 мм 2-дисктен тұрады. Дисклер, жазық және цилиндрлік беттер жағынан қақпақ пен корпус арасындағы тесіктің бірдей қалыңдықтары 6- фарфор штифтпен қамтамасыз етіледі. Қақпақты корпуспен жалғастыру 9-резиналы прокладкамен тығыздалады.
Бикалориметрді зерттеліп отырған сұйықпен толтыру 10-штуцер арқылы, ал оның артығы 11- шыны капилляр арқылы алынып тасталынады.
Бикалориметрді үздіксіз суыту режимімен қамтамасыз ететін шарттар (қоршаған ортаның тұрақты температурасы және жылубергіш коэффициентінің жоғарғы мәні) жүзеге асыру УТ-15 ультратермостат көмегімен жүзеге асады. Жылуөткізгішті өлшеу барысында уақыт аралығындағы температура айырымы 4-дифференциалды термопараға жалғанатын М 172 типті гальванометр көрсеткіші бойынша жүргізіледі. Термопараның ыстық ұшы дискінің ортасында орналасады да 3-винтімен бекітіледі. Термопараның термоэлектроды бикалориметрден 5- ті нығыздау арқылы шығарылады. Термопараның суық ұшы термостаттағы сұйық ішінде орналасады. Бикалориметрдің суытылу темпі гальванометр көрсеткіші бойынша, мына қатынастан есептелінеді
τ=lnN1-lnN2τ2-τ1
ал жылуөткізгіштік коэффициенті мына формуламен
λ=TFcp'ρ'δR' (1.3)
cp'-материалдың меншікті жылусиымдылығы;
ρ'- оның тығыздығы;
δ- зерттеліп отырған сұйық қабатының қалыңдығы;
R'- ядроның қалыңдығының жартысы.
F мәні былай анықталады
F=C'3C'+C (1.4)
мұндағы C', C- бикалориметрді толтыратын зерттеліп отырған сұйық пен ядроның сәйкес толық массалық жылусиымдылықтары. Берілген әдіспен (1.3)-формулаға сәйкес жылуөткізгіштікті өлшеу қателігі мына қатынастан анықталады
ελ=εT2+εF2+εcp'2+ερ12+εδ2+εR12
Стационар жылу режимінде, цилиндр ішіндегі температура өрісін сипаттайтын дифференциалдық теңдеулерді шешу нәтижесінде, эксперимент бойынша жылуөткізгіштік коэффициентін анықтау үшін есептеу тәуелділігі алынады
1rdtdr+d2tdr2+d2tdz2=-qλM (1.5)
мұндағы r, z-цилиндрлік координаталар; t-температура; λM-ішкі цилиндр материалының жылуөткізгіштік коэффициенті; q=QPIr0l-радиусы r0, ұзындығы l электр қыздырғыштың көлемдік жылулық тығыздығы.
Лак - субстрат бетіне біртекті мөлдір жабын құрайтын зат ерітіндісі. Бұл жабын ерітінді буланған кезде пайда болады. Көптеген полимерлер пленка құруға қабілетті, сондықтан оларды пленка жасағыштар деп атайды. Рошалдық лак-краскалы завод нц-0218 лагын өндіріп, жүзеге асырады. НЦ-0218 (нитроцеллюлозды) лагы құрамына шайыр, пластификатор және органикалық ұшқыш ерітінділер қоспасы кіретін өндірістік целлюлоза нитраттар ертіндісінен тұрады. НЦ-0218 лагы бөлме ішінде пайдаланатын ағаш бұйымдарына безендіргіш және эстетикалық келбет беруде қолданылады. НЦ лагы жағылған бұйымдар тегістегіштен өткізуге де, өткізбеуге де болады. НЦ-0218 лагы тегістеу мен жалтыратуға өте ыңғайлы және температура өзгерісіне төзімді тегіс және жылтыр бет құрайды. Лак жағылуы ауа тозаңдау жолымен немесе алдын-ала тазартылған және өңделген бетке тампон арқылы жүргізіледі.
Эмаль - бояудың кейбір қасиеттеріне сәйкес келетін лак-краскалы материал түрі. Эмаль синтетикалық және жасанды полимерлер ерітінділеріне кіретін пигменттер мен белгілі толтырғыш заттар. Эмальдік төсем бояуға қарағанда айтарлықтай берік. Рошалдық лак-краскалы завод әртүрлі эмаль түрлерін өндіреді: НЦ эмалі, ХВ эмалі, ПФ эмалі. НЦ эмалі көбінесе ішкі және сыртқы қолданыстағы ағаш, металл бұйымдарына арналған, ол тегіс және жалтыр бет құрайды, сонымен қатар тез кебеді. НЦ эмалін пневматтық тозаңдау әдісімен немесе бояу жаққышпен жағады. ПФ эмалі алдын ала тегістелген ағаш, не металл үстіне жағылады. Краска - табиғи полимерде немесе су дисперсиясындағы синтетикалық полимерлер олифінде ерітілген қатты бөлшектер суспензиясы. Жаңа және перспективті түрлерінің бірі жағу кезінде ерітуді қажет ететін асқан қатты төсем құрайтын ұнтақты бояу болып табылады.
Лак-краскалы материалдың келесі түрі тегістегіш. Тегістегіш деп аса ерекше адгезиялық беріктік құрайтын эмаль немесе бояуды атайды. Лак-краскалы материалдар әртүрлі компоненттер қосындысынан тұрады және негізгі компоненті пленкақұрағыш зат. Маңыздылығы бойынша екінші компонент ретінде түс беретін пигментті айтуға болады. Маңызды элементтердің қатарына ерітінді кіреді. Оның функциясы - жабысқақтықты төмендетіп, сапалы төсем құру үшін ЛБМ-ға қажетті жұмыс жайлылығын тудыру. Кедір-бұдыр бетті лак краскалы төсемнің деформативті қасиеттерінің байланысы зерттеу нәтижелерінде төсемнің беріктігі мен сыртқы көріністің сапасы арасында байланыс бар екенін анықтады. Лак краскалы төсемнің сыртқы көрініс сапасы дегеннің түбінде ақаулардың болу-болмау (қосылған жерлер, іздер, шегрендер, штрихтар, толқындар, т.б.) түсінігі жатыр. Төсемнің бетінде ақаулардың болуы міндетті түрде олардың физика математикалық қасиеттеріне әсерін тигізеді. Бетінде ақаулардың болуына байланысты қорғаныс-безендіру төсемдерінің құртылу ықтималдығы келесі формула анықтайды:
P=1-e-ρS (1.5)
мұндағы P-ақаулар концентрациясы, S-беттік ауданы. (1.5) теңдеуден көрініп тұрғандай, S беттің бірдей ауданында ақау концентрациясының өсуімен бірге төсемнің бұзылу ықтималдығы жоғарылайды. 3 және 4 суретте ∑ кернеу мен ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz