Анотація до роботи:

Кудряченко В.В. Розроблення ефективних режимів та обладнання для просочення тканих наповнювачів полімерними зв'язуючими - Рукопис

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.08 - процеси та обладнання хімічної технології, Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут", Київ, 2002.

Захищається рукопис, який вміщує в собі теоретичні і експериментальні дослідження, що покладені в основу розроблених ефективних режимів та обладнання для просочення тканих наповнювачів полімерними зв'язуючими.

У дисертації мiститься аналіз аспектів підвищення продуктивності засобів для просочення волокнистих матеріалів полімерними зв'язуючими шляхом застосування механічних коливань. На основі теоретичних досліджень було отримано уточнену математичну модель процесу просочення тканих волокнистих наповнювачів полімерними зв'язуючими. Описується розроблений підхід до прогнозування технологічних параметрів процесу просочення виробів на основі тканих наповнювачів та полімерних зв'язуючих з використанням оптичного методу світлопропускання. Досліджується ефективність впли-ву параметрів ультразвукової обробки на технологічні характеристики епоксидних олігомерів, зв'язуючих і полімерів на їх основі. Аналізується перспективність розроб-лених і впроваджених технічних засобів для просочення волокнистих наповнювачів і дозо-ваного нанесення полімерного зв'язуючого з застосуванням ультразвукових коливань.

1. На базі проведених теоретичних досліджень розроблено уточнено математичну модель процесу просочення волокнистих наповнювачів з використанням класичної теорії фільтрації для ламінарної течії в'язкої рідини, що не стискується, з урахуванням інтегральних характеристик наповнювача як капілярно-пористого тіла: пористості, питомої внутрішньої поверхні, ефективного (еквівалентного) капілярного радіуса. Проведено експериментальну перевірку отриманих кінетичних рівнянь з використанням оптичного методу неруйнівного контролю - світлопропускання.

2. Розроблено експериментальну методику визначення ефективного капілярного радіуса волокнистого наповнювача на основі аналізу кінетичних кривих процесу просочення з урахуванням зусилля натягнення наповнювача при просоченні. Підтверджено припущення про зміну ефективного капілярного радіуса із зміною зусилля натягнення наповнювача при просоченні.

3. Запропоновано підхід до прогнозування технологічних параметрів процесу просочення виробів на основі тканих волокнистих наповнювачів і розчинів полімерних зв'язуючих з використанням світлопропускання, який передбачає реалізацію удосконаленої методики прогнозування технологічних параметрів процесу просочення на базі відповідного лабораторного пристрою, що захищені двома патентами України на винаходи.

4. Прогнозовані технологічні параметри процесу просочення визначаються розрахунковим шляхом по зміні кінетичних кривих світлопропускання у часі. Використання розробленої удосконаленої методики дозволяє проводити більш достовірне дослідження кінетики процесу просочення тканих наповнювачів полімерними зв'язуючими як за рахунок врахування капілярно-пористих властивостей досліджуваного зразка, його товщини, умов просочення (натягнення зразка, температури просочення, властивостей зв'язуючого), так і за рахунок локалізації і використання модульованого світлового випромінювання в зоні просочення.

5. Розроблено ефективні технологічні режими та обладнання для обробки рідинних епоксидних полімерів з використанням низькочастотної УЗ-кавітаційної технології, що дозволяють на 30-50% підвищити технологічні характеристики зв'язуючих і полімерів на їх основі, а також змочувальну спроможність полiмерної матрицi. Це сприяє більш швидкому і якісному просоченню. Ефективні технологічні режими захищені патентом України на винахід.

6. Розроблено інженерну методику розрахунку параметрів пристроїв для УЗ-інтенсифікації процесу просочення і озвучення зв'язуючого, яка дозволяє визначити ефективні параметри УЗ-обробки (час і температуру просочення, частоту і амплітуду УЗК, об'єм ємності для озвучення). Для досліджених епоксидних олігомерів і зв'язуючих на їх основі можна рекомендувати наступні ефективні параметри озвучення: частота f =16...24 кГц; амплітуда А =10...30 мкм; час озвучення =25...35 хв; температура озвучення Т=50...80С; відношення площі випромінювача поздовжніх УЗК до маси наважки епоксидної основи (4-5)10^-3 м²/кг.

7. Розроблено і впроваджено дослідну технологію просочення волокнистих наповнювачів і дозованого нанесення полімерного зв'язуючого з застосуванням УЗК. Результатом розробленої технології, що реалізується за допомогою розроблених експериментальних УЗ-пристроїв, є збільшення продуктивності процесу просочення і дозованого нанесення зв'язуючого. Це дозволяє підвищити швидкість протягування матеріалу і видалення надлишків зв'язуючого при отриманні однорідного матеріалу, що просочився, практично без повітряних включень, а також використовувати більш в'язкі і більш концентровані просочувальні склади і склади з дисперсним наповнювачем. Розроблені технологія і обладнання захищені двома патентами України на винаходи.

8. Результати впровадження розробленої дослідної технології і обладнання з застосуванням УЗК на просочувально-сушильній машині МПТ-3 на КЗПМ (м. Бровари) показали, що вони можуть розглядатись як ефективний засіб, що сприяє отриманню постійного наперед заданого значення вмісту полімерного зв'язуючого у просоченому волокнистому наповнювачі при варіюванні швидкості протягування наповнювача у просочувальній ванні при застосуванні запропонованих режимів УЗ-обробки.

Публікації автора:

1. Кудряченко В.В., Федоткін І.М., Колосов О.Є., Сівецький В.І. Прогнозування процесів просочення і сушіння виробів на основі тканих наповнювачів та полімерних зв'язуючих з використанням методу світлопропускання//Наукові вісті НТУУ "КПІ". - 2001, №5. - С. 49-61.

2. Кудряченко В.В., Федоткін І.М., Колосов О.Є. Приготування епоксидних композицій для просякнення волокнистих матеріалів з використанням ультразвуку//Хімічна промисловість України. 2001, №5. - С. 34-40.

3. Кудряченко В.В., Федоткин И.М., Колосов А.Е., Сивецкий В.И. Повышение экологической безопасности и производительности процессов пропитки и сушки в технологии формования тканых полимерных композитов путем использования ультразвукового воздействия//Экотехнологии и ресурсосбережение. - 2001, №6. - С. 70-77.

4. Кудряченко В.В., Колосов О.Є., Сівецький В.І. Кінетичні рівняння процесу просочення тканих волокнистих наповнювачів полімерними зв'язуючими//Наукові вісті НТУУ "КПІ". - 2001, №6. - С. 89-100.

5. Кудряченко В.В., Колосов О.Є., Сівецький В.І. Підвищення продуктивності засобів для просочення волокнистих матеріалів полімерними зв'язуючими шляхом застосування механічних коливань//Наукові вісті НТУУ "КПІ". - 2002. - №1. - С. 61-73.

6. Кудряченко В.В., Федоткін І.М., Колосов О.Є. Пристрій для дослідження процессу просочення тканих волокнистих материалів полімерними зв'язуючими. МПК 7 G01N15/08.Деклараційний патент України на винахід № 42615А. Опубл.15.10.01, Бюл. №9.

7. Кудряченко В.В., Федоткін І.М., Колосов О.Є. Спосіб дослідження процесу просочення тканих волокнистих материалів полімерними зв'язуючими. МПК 7 G01N15/08, G01N33/36.Деклараційний патент України на винахід № 43268А.Опубл.15.11.01, Бюл.№10.

8. Кудряченко В.В., Федоткін І.М., Колосов О.Є. Спосіб приготування полімерної композиції для просочення волокнистих материалів. МПК 7 С08L63/00. Деклараційний патент України на винахід № 43697А. Опубл. 17.12.01, Бюл. №11.

9. Кудряченко В.В., Федоткін І.М., Колосов О.Є. Спосіб просочення і дозованого нанесення зв'язуючого на довгомірний волокнистий матеріал. МПК 7 В29В15/12. Деклараційний патент України на винахід № 42616А. Опубл. 15.10.2001, Бюл. №9.

10. Кудряченко В.В., Федоткін І.М., Колосов О.Є. Пристрій для просочення і дозо-ваного нанесення зв'язуючого на довгомірний волокнистий матеріал. МПК 7 В29В15/10. Деклараційний патент України на винахід № 42617А. Опубл. 15.10.2001, Бюл. №9.

11. Кудряченко В.В., Федоткін І.М., Колосов О.Є. Детермінування моніторингових функцій діагностики і регулювання вмісту летючих компонентів в незатверджених препрегах з використанням методу світлоперепустки//Тези доповідей 4-ї міжнар. наук.-техн. конф. "Екологія. Людина. Суспільство". - Київ, 14-16 травня 2001 р. - С. 144-145.

12. Кудряченко В.В., Федоткин И.М, Колосов А.Е. Прогнозирование технологических параметров процесса пропитки с использованием метода светопропускания в технологии формовании тканых полимерных композитов//Тез. докл. 9-го ежегодн. междунар. семинара-выставки "Современные методы и средства нераз-рушающего контроля и технической диагностики". - Ялта, 10-14 сентября 2001г. - С.45-46.

13. Кудряченко В.В., Федоткин И.М., Колосов А.Е. Использование оптического метода неразрушающего контроля для прогнозирования технологических параметров сушки и диагностики качества изделий из тканых полимерных композитов//Тез. докл. 9-го ежегодн. междунар. семинара-выставки "Современные методы и средства неразру-шающего контроля и технической диагностики". - Ялта, 10-14 сентября 2001 г. - С. 46 - 47.

14. Колосов О.Є., Кудряченко В.В., Федоткін І.М. Використання методу світлоперепустки як нетрадиційного засобу в технології неруйнівного контролю для прогнозування технологічних параметрів сушіння і діагностики якості виробів із тканих полімерних композитів//Тези доповідей 5-ї міжнародної науково-методичної конференції "Інтеграція освіти, науки та виробництва". - Луцьк, 27-28.09.2001. - С. 68-70.

15. Кудряченко В.В., Каток К.В., Васильчук Н.В., Макієнко А.В. Ультразвукова модифікація полімерних композицій//Тези доповідей 2-ї міжднар. наук-техн. конф. по композиційним матеріалам. - Київ, 5-7 червня 2001 року. - С. 84.

16. Кудряченко В.В., Федоткін І.М., Колосов О.Є. Ультразвукова інтенсифікація процесу просякнення тканих наповнювачів епоксидно-поліефірними в'яжучими//Тези доповідей 2-ї міжднар. наук-техн. конф. по композиційним матеріалам. Київ, 5-7 червня 2001 року. - С. 85.

17. Кудряченко В.В., Федоткин И.М., Колосов А.Е. Приготовление эпоксидных композиций для использования в клеевых технологиях ремонта полимерных трубопроводов//Тез. докл. 9-й междунар. научно-практич. конф. и выставки "Организация и технологии ремонта машин, механизмов, оборудования".- Киев, 1-5 октября 2001 года.

18. Кудряченко В.В., Федоткін І.М., Колосов О.Є. Шляхи підвищення екологічної безпеки процесів просякнення і сушіння в технології формування тканих полімерних композитів//Тези доповідей 4-ої міжнар. наук.-техн. конф. "Екологія. Людина. Суспільство". Київ, 14-16 травня 2001 р. - С. 145-146.

19. Колосов О.Є., Кудряченко В.В., Федоткін І.М. Перспективи використання прогресивної ультразвукової технології для підвищення продуктивності та екологічної безпеки процесів просякнення і сушіння в технології формування тканих полімерних композитів//Тези доповідей 5-ї міжнародної науково-методичної конференції "Інтеграція освіти, науки та виробництва". - Луцьк, 27-28.09.2001. - С. 34-35.

20. Кудряченко В.В., Федоткин И.М., Колосов А.Е. Технология ремонта полимерных трубопроводов с использованием бандажных стеклопластиковых соединений//Тез. докл. 9-й междунар. научно-практич. конф. и виставки "Организация и технологии ремонта машин, механизмов, оборудования". - Киев, 1-5 октября 2001 года.