Данило І. І. Розробка газонаповнених вуглецевих композитів на основі модифікованого кам'яновугільного пеку

Захищаються результати теоретичних та експериментальних досліджень процесу отримання вуглецевих твердих пін на основі модифікованого кам’яновугільного пеку з використанням комплексного газоутворювача, що дозволить використовувати їх в якості теплоізоляційних матеріалів. Встановлено залежність ступеня розкладання комплексного газоутворювача (азодікарбонамід-стеарат цинку) від температури у діапазоні 130 – 150 °С та кількості ініціатору стеарату цинку, що дозволяє визначити оптимальний склад газоутворювача і температуру для досягнення максимального ступеня розкладання. Експериментально встановлено, що при низькотемпературній модифікації кам’яновугільного пеку з полівінілхлоридом (5 – 20 мас.ч) та поліметилметакрилатом (1 – 5 мас.ч.) підвищується його в’язкість у результаті утворення високомолекулярних конденсованих ароматичних сполук, що підтверджено методами ІЧ-спектроскопії та рентгеноструктурного аналізу. Досліджено кінетику спінювання при 150 °С кам’яновугільного пеку, модифікованого полівінілхлоридом і поліметилметакрилатом, комплексним газоутворювачем в кількості 1 – 3 мас. ч. (до 100 мас. ч. модифікованого кам’яновугільного пеку). Кратність спінювання залежить від витрати комплексного газоутворювача, полівінілхлориду та поліметилметакрилату і досягає 2,5 – 3,6. Згідно ІЧ-спектроскопії, при спінюванні модифікованого пеку протікають деструкція кисневмісних функціональних груп, що призводять до збільшення ароматичності твердих пін. Проведені дослідження дозволили отримати вуглецеві тверді піни з пористістю до 42 % і уявною густиною від 0,76 г/см3 на основі модифікованого кам’яновугільного пеку шляхом його спінювання комплексним газоутворювачем під тиском 0,145 – 0,265 МПа. Розроблено принципову технологічну схему та тимчасову технологічну інструкцію спінювання модифікованого кам’яновугільного пеку за допомогою комплексного газоутворювача для створення вуглецевих пінокомпозитів. Матеріали дисертаційної роботи використовуються на кафедрі хімічних технологій Донецького національного технічного університету при підготовці дипломних та магістерських робіт студентів за спеціальністю 161 «Хімічні технології та інженерія». Ключові слова: Кам'яновугільний пек, полівінілхлорид, поліметилметакрилат, модифікація, азодікарбонамід, цинку стеарат, спінювання, вуглецеві піни.