Эпоксидті шайыр құрылымының теңіз жабындарының өнімділігіне әсерін зерттеу

1. кіріспе

Қытайдың кең теңіз аумағы және бай теңіз ресурстары бар. Әсіресе, соңғы жылдары ел теңізді дамытуға көбірек көңіл бөліп келеді. Теңіз экономикасының қарқынды дамуымен кеме жасау өнеркәсібі де өсті. Теңіз кемелеріне арналған жабындардың нарығындағы болашағы өте оптимистік және оларға қойылатын талаптар барған сайын артып келеді. Олардың ішінде эпоксидті шайыр жабыны күшті адгезияға, тот басуға және суға төзімділікке, жақсы механикалық беріктікке және химиялық төзімділікке ие және кемелерді, әсіресе корпусты, су құбырын, палубаны және басқа да бөлшектерді қорғауда маңызды рөл атқарады. Ол теңіз кемелеріне арналған жабын индустриясындағы негізгі өнімдердің бірі болып саналады.

Дегенмен, соңғы жылдары теңіз жабындарының өнімділік стандарттарының үздіксіз жақсаруымен, жоғары өнімділікке қол жеткізу үшін қолданылатын эпоксидті шайырдың ыстыққа төзімділігі, жоғары беріктігі, ылғалға төзімділігі және басқа да аспектілері бойынша жақсаруы қажет. Дегенмен, эпоксидті шайырдың үлкен молекулааралық күшіне байланысты агрегат қатты болады. Сонымен қатар, молекулалық тізбектер реттелген түрде орналасуы мүмкін, бұл бөлме температурасында өте кристалды, сынғыш және нашар соққы өнімділігін құрайды. Сондықтан, әртүрлі құрылымдары бар эпоксидті шайырдың сипаттамаларын, әсіресе соққы өнімділігін түсіну және меңгеру өте маңызды, бұл теңіз кемелеріне арналған эпоксидті шайыр жабындарын жобалау және әзірлеу үшін үлкен маңызға ие.

  Бұл жұмыста жабындардың қаттылығы, адгезиясы және әсер ету қасиеттері бисфенол А, гидрогенделген бисфенол А, бисфенол F және аралас эпоксидті шайырларды қоса алғанда, әртүрлі құрылымы бар эпоксидті шайырларды таңдау арқылы зерттеледі, сондай-ақ емдейтін агент ретінде икемді полиэфир аминді пайдалану, сондықтан әртүрлі эпоксидті шайыр құрылымдары мен жабын қасиеттері арасындағы қатынасты алу үшін, осылайша теңіз кемелері үшін эпоксидті жабындарды әзірлеу және қолдану үшін теориялық негізді қамтамасыз етеді.

2. Тәжірибе

а) Шикізат

Фенол А эпоксидті шайыры E51 : эпоксидтік мәні 0.51; Гидрогенделген бисфенол А эпоксидті шайыры ST3000: эпоксидтік мәні 0.43; Бисфенол F эпоксидті шайыры CYDF170: эпоксидтік мәні 0.60; Аралас эпоксидті шайыр TDE85: эпоксидтік мәні 0.85; D230: амин белсенді сутегі эквиваленті 60 г/экв; Ацетон.

б) Эксперименттік әдістер

мен. Қаптауды дайындау

  1-кестеде көрсетілген формула бойынша шайыр мен қатайтатын заттың белгілі бір мөлшерін өлшеп, оларды бөлме температурасында жүйе біркелкі болғанша механикалық түрде араластырыңыз, вакуумда көбіксіздендіріңіз, содан кейін 100 мк М бояу қабықша аппликаторын қолданыңыз. адгезияны сынау үшін болат пластина (жылтыратылған және ацетонмен тазартылған); Қалған жабын қаттылық пен соққыға төзімділік сынағы үшін төменгі жағында болат пластинамен (жылтыратылған және ацетонмен тазартылған) қалыпқа (шамамен 8 мм) құйылады. Қасиеттер бөлме температурасында 7 күн бойы қатайтылғаннан кейін тексерілді.

  1-кесте Эпоксидті шайыр құрылымының жабын өнімділігіне әсері

  Ескертпе: Эпоксидті шайырдың барлық дозасы 100 г, ал белсенді Н: эпоксидті негіз = 1.2:1

  ii. Өнімділік сынағы

  Сынақ жабдығы мен қатайтылған шайырлы жабынның әртүрлі сипаттамаларын сынау әдістері 2-кестеде көрсетілген.

  2-кесте Қаптау өнімділігін тексеру

3. Нәтижелер мен пікірталас

a) Кептіру уақыты

  Шайырдың кептіру уақыты жабынның құрылыс көрсеткіштеріне тікелей әсер етеді. Бұл мақалада 230-кестеде көрсетілгендей, төрт түрлі эпоксидті шайырдың кептіру уақыты D3 көмегімен қатайтатын агент ретінде зерттелді. Нәтижелер аралас эпоксидті шайырдың қатаю жылдамдығы өте жылдам екенін көрсетті, өйткені оның құрамында үш эпоксидті топ бар және ол үш сағат ішінде кептіріңіз; Гидрирленген бисфенол А эпоксидті шайырдың қатаюы өте баяу және оны 24 сағаттан кейін де бетінде кептіру мүмкін емес.

3-кесте Әртүрлі эпоксидті шайырлардың кептіру уақытына әсері

б) Қаттылық

  Пленканың қаттылығы пайдаланушылар мен жабын өндірушілердің ең маңызды жұмыс көрсеткіштерінің бірі, сонымен қатар теңіз кемелерінің жабындарының маңызды физикалық қасиеттерінің бірі болып табылады. Ол бір материалдың басқа материалдың ойығына, сызылуына, сызылуына және енуіне қарсы тұру қабілетін көрсетеді. Осы мақалада зерттелген төрт эпоксидті шайыр үшін қатып қалған шайырдың қаттылығы 2-суретте көрсетілген. E51, CYDF-170 және ST-3000 қаттылығы шамамен 80 Shore D. Бұл олардың барлығы бисфенол эпоксидті шайырлар болғандықтан. Молекулярлық тізбектегі гидроксил тобы молекулааралық күшті айтарлықтай жақсарта алады, ал сәйкес когезиялық энергия да үлкен, сондықтан емделген шайырдың қаттылығы да жоғары. Алайда, эпоксидті шайыр TDE-85 болғанда, молекулалық тізбекте бензол сақинасының қатаң құрылымдық тобы жоқ және молекулааралық күш салыстырмалы түрде аз болғандықтан, қаттылық бисфенол эпоксидті шайырға қарағанда төмен, тек 43 Shore D.

  2-сурет Д230 қатайту агентінің әртүрлі эпоксидті шайырлармен әрекеттесуі нәтижесінде алынған қатқан шайырдың қаттылығы

в) адгезия

  Теңіз жабындары үшін коррозияға қарсы өнімділік маңызды көрсеткіш болып табылады, ал полимерлі жабындар мен металдар арасындағы адгезия коррозияға қарсы функцияның толық орындалуының міндетті шарты болып табылады. Сондықтан, бұл жұмыста төрт түрлі құрылымы бар қатайтылған эпоксидті шайырлардың жабын адгезиясы зерттеліп, нәтижелері 3-суретте көрсетілген. Гидрленген бисфенол А эпоксидті шайырдың ST3000 максималды адгезиясы 4.7МПа, одан кейін бисфенол А эпоксидті шайыр E51. және бисфенол F эпоксидті шайыр CYDF170, шамамен 4МПа, ал аралас эпоксидті шайыр TDE85 адгезиясы тек 2.5МПа. Қаптама металл субстратқа бекітілгенде, химиялық белсенді бекіту орталығы қажет. Полярлық топтар, әсіресе гидроксил және карбоксил топтары осындай химиялық белсенді қосылу орталықтарын құра алады [10]. 1-суреттен бисфенол эпоксидті шайырдың да, аралас эпоксидті шайырдың да белгілі бір мөлшерде полярлық топтары бар екенін көруге болады, бірақ TDE85 өте жылдам қатаю жылдамдығына ие. Кептіру және кросс-байланыстыру реакциясы барған сайын молекулалық тізбектің қозғалысы қиындай түседі және ол болат пластинасының бетіне тарай алмайды. Полярлық топтар болат пластинаның бетімен әрекеттесе алмайды. Бірнеше полярлық топтар тиімді бекітілген, сондықтан адгезиясы өте төмен. Гидрленген бисфенол А эпоксидті шайырдың қатаю жылдамдығы ең баяу, молекулалық тізбектің болат пластинасының бетіне өтуге жеткілікті уақыты бар және ең тиімді полярлық топтар ең үлкен адгезиямен бекітіледі.

  3-сурет. Әр түрлі эпоксидті шайырлармен әрекеттесетін D230 қатайтатын агент арқылы алынған қатайтатын шайырдың адгезиясы.

  d) Соққыға төзімділік

  Эпоксидті шайырдың ең үлкен кемшілігі оның сынғыштығы мен нашар беріктігі болып табылады, бұл оның кемелерде соққыға төзімділігі мен сынуға төзімділігін талап ететін бөліктерде қолданылуын шектейді. Бұл мақалада әртүрлі құрылымдармен өңделген эпоксидті жабындардың әсер ету көрсеткіштерін зерттеу үшін сынақ тақтасына салмағы 2 кг ауыр балға түсірілді. Нәтижелер 4-суретте көрсетілген. Соққының максималды биіктігі ауыр балға соққысынан кейін жабынға зақым келтірмейтін максималды биіктікті білдіреді. Бисфенол А эпоксидті шайыры E51 үшін оның молекулалық тізбегінде бензол сақинасының және гидроксил тобының қатты тобының болуына байланысты когезия энергиясы үлкен. Емдеу агенті икемді полиэфир-амин D230 болса да, оның молекулалық тізбегі қысқа және аз рөл атқарады. Сондықтан, реакциядан және екеуінің қатаюынан кейін алынған жабынның әсер ету өнімділігі ең нашар, максималды соққы биіктігі бар болғаны 60 см. E51-мен салыстырғанда, бисфенол F эпоксидті шайырдың CYDF170 молекулалық тізбегіндегі екі бензол сақинасын байланыстыратын топ изопропил тобынан метилен тобына ауысады, бұл молекулалық тізбектің белсенділігін жақсартады және E51-мен салыстырғанда әсер ету қасиетін аздап жақсартады. Гидрленген бисфенол А эпоксидті шайыр ST3000 негізгі тізбекте тек алициклді сақинадан тұрады, оның қаттылығы шамалы, соққының жақсы өнімділігі және соққы биіктігі 100 см. Қатайғаннан кейін аралас эпоксидті шайыр TDE85 төмен когезиялық энергияға ие және алициклді топ өңделген өнімнің қаттылығын тиімді жақсарта алады. Сондықтан соққы өнімділігі оңтайлы, ал соққы биіктігі 110 см.

  4-сурет. Әр түрлі эпоксидті шайырлармен әрекеттесу арқылы қатаюшы D230 алынған қатып қалған шайырдың әсер ету қасиеттері

4. қорытынды

(1) D230 қатайтқыш агент ретінде қолданылғанда, бисфенол эпоксидті шайыр E51 , ST3000 және CYDF170 қаттылығы жоғары когезия энергиясына байланысты қатайғаннан кейін 80 Shore D жетуі мүмкін; аралас эпоксидті шайыр TDE85 қатайғаннан кейін тек 43 Shore D болады.

  (2) Осы құжатта зерттелген төрт эпоксидті шайыр үшін адгезияның өлшемдік қатынасы ST3000>CYDF170>E51>TDE85 болып табылады, ал ST3000 және D230 жылтыратылған болат пластинамен қатайтылғаннан кейін адгезиясы 4.7МПа жетуі мүмкін.

  (3) D230 емдеу құралы ретінде пайдаланылған кезде, TDE85 ең жақсы әсер ету қасиетіне және E51 ең нашар әсер ету қасиетіне ие.