Свойства полимерных композитов, наполненных тонкомолотым порошком гранита и содержащих биоцидную добавку

В современных условиях развития экономических отношений повышение долговечности строительных материалов и изделий, а также приборов и оборудования на промышленных предприятиях приобретает особую актуальность. Там, где традиционные строительные материалы не удовлетворяют требованиям долговечности наиболее целесообразным является использование полимерных материалов, изделий и конструкций.

Однако, несмотря на то, что композиционные материалы на основе различных полимеров обладают универсальной стойкостью в растворах кислот, щелочей и солей, тем не менее, они могут быть подвержены воздействию микробиологических агрессивных сред. Так, биологически активные среды могут привести к деструкции и разрушению полимерных материалов, а также изделий и конструкций на их основе [1–5].

Известно, что в настоящие время все большее применение находят материалы, изделия и конструкции на эпоксидных связующих, которые используются для ремонта и строительства, изготовления защитных покрытий, полимербетонных изделий и т.д.

С помощью регулирования состава можно добиться требуемых физико-механических и эксплуатационных свойств [6–15].

Практика строительства и теоретические исследования доказали, что введение в состав полимерных композитов биоцидных химических веществ является перспективным. Одним из видов биоцидных химических препаратов являются добавки на основе гуанидина [16–21]. Однако крайне важно добиться того, чтобы введение выбранного биоцидного препарата не способствовало ухудшению других свойств [22–25].

На наш взгляд, основной характеристикой строительных композитов (в том числе на полимерных связующих), используемых для изготовления защитных и декоративных покрытий или других химически стойких изделий, является их прочность. В этой связи были определены зависимости изменения прочности на основе смолы ЭД-20, отвердителя АФ-2 и портландцемента, являющегося одним из наиболее традиционных наполнителей для полимербетонов.

На первой стадии эксперимента было исследовано совместное влияние применения наполнителя-тонкомолотого порошка гранита, а также биоцидной добавки на прочностные характеристики композитов.

Были изготовлены, а затем испытаны ненаполненные составы и образцы, содержащие 25, 50, 100, 200 и 300 мас. ч. тонкомолотого порошка гранита на 100 мас. ч. смолы. Кроме того, сравнительным испытаниям подвергались бездобавочные материалы и составы, содержащие биоцидные добавки в концентрациях 5 и 10 мас. ч. на 100 мас. ч. смолы (см. табл. 1, 2).

При испытании на сжатие было установлено повышение прочности исследованных композитов при введении тонкомолотого порошка гранита в количестве от 25 до 200 мас. ч. на 100 мас. ч. смолы. При повышении степени наполнения тонкомолотого порошка гранита до 300 мас. ч. прочностные показатели оказывались ниже, чем у ненаполненных составов. При испытании на изгиб повышение прочностных показателей наблюдается при степенях наполнения от 25 до 300 мас. ч. на 100 массовых частей.

Максимальные прочностные показатели при сжатии и при изгибе были отмечены у составов, наполненных тонкомолотым порошком гранита в количестве 100 и 300 мас. ч. на 100 мас. ч. смолы. Данные составы оказались прочнее контрольных ненаполненных образцов на величину около 12 и 22% соответственно (см. табл. 1, 2).

Состав, содержащий 50-100 мас. ч. тонкомолотого порошка гранита и 5 мас. ч. добавки при испытании на сжатие оказался прочнее контрольного состава и т. д.

Зависимость изменения предела прочности при сжатии полимерных композитов на основе эпоксидной смолы и аминофенольного отвердителя, наполненных тонкомолотым порошком гранита, от степени наполнения и содержания добавки

Таблица 2

Зависимость изменения предела прочности при изгибе полимерных композитов на основе эпоксидной смолы и аминофенольного отвердителя, наполненных тонкомолотым порошком гранита, от степени наполнения и содержания добавки

При исследовании средней плотности композитов было установлено, что более плотная структура полимерных композитов получена при повышении содержании наполнителя-тонкомолотого порошка гранита (см. табл. 3).

Зависимость изменения средней плотности полимерных композитов на основе эпоксидной смолы и аминофенольного отвердителя, наполненных тонкомолотым порошком гранита, от степени наполнения и содержания добавки

Таблица 4

Зависимость изменения предела водопоглощения полимерных композитов на основе эпоксидной смолы и аминофенольного отвердителя, наполненных тонкомолотым порошком гранита, от степени наполнения и содержания добавки

При исследовании коррозионной стойкости композитов была применена вода. В табл. 4 приведены зависимости изменения водопоглощения наполненных и ненаполненных составов эпоксидных композитов. В ряде случаев введение биоцидной добавки «Тефлекс Антиплесень» способствует снижению водопоглощения и повышению водостойкости составов с тонкомолотым порошком гранита.

Таким образом, нами были изготовлены полимерные композиты, наполненные тонкомолотым порошком гранита и содержащие биоцидную добавку. Были получены составы, обладающие улучшенными физико-механическими и эксплуатационными свойствами, а также долговечностью в условиях воздействия агрессивных сред.