Разработка технологии получения пеностекольных материалов полифункционального назначения
|
Определения, сокращения и термины, нормативные ссылки…………………….8
Введение…………………………………………………………………………….13
1 Аналитический обзор…….…………………………………………………...….15
1.1. Свойства и области применения пеностекла………………………………15
1.2. Технология получения пеностекла…………………………………………18
1.3. Физико – химические процессы, протекающие при получении
пеностекла ............................................................................................................ 20
1.4. Пеностекло – материал поглощающий ЭМИ ……………………………..23
2 Объект и методы исследования …………………………………………………27
2.1. Стекло марки СЛ-96..………………………………………………………..27
2.2. Углеродсодержащие материалы (сажа, УНТ) …………………………….27
2.3. Методы исследования свойств и состава материала …………………… ..30
2.3.1. Рентгенофазовый анализ ……………………………………………………30
2.3.2. Электронная и оптическая микроскопия …………………………………32
2.3.3. Определение поглощающих характеристик …............................................33
2.3.4. Определение прочностных характеристик пеностекла …………………..36
2.4. Методология работы и методы исследования ………………………………38
3 Результаты проведенного исследования ……………………………………….40
3.1. Определение технологических параметров получение образцов
пеностекла ………………………………………………………………………….40
3.2. Синтез модифицированного УНТ пеностекла ……………………………41
3.3. Определение физико-химических характеристик полученных образцов.45
3.4. Определение коэффициент поглощения ЭМИ полученных
образцов….............................................................................................................…46
3.5. Выводы по работе……………………………………………………………..49
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение…...51
4.1. Потенциальные потребители результатов исследования…………………...51
4.2. Планирование научного исследования………………………………………59
4.3. Бюджет научного исследования……………………………………………...654.4.Определение ресурсной, финансовой, бюджетной, социальной и
экономической эффективности исследования……………………………………71
5 Социальная ответственность ……………………………………………………76
5.1. Анализ выявленных вредных факторов проектируемой производственной
средой……………………………………………………………………………….77
5.2. Метеоусловия……………………………………………………………….….77
5.3. Вредные вещества……………………………………………………………..78
5.4. Производственный шум……………………………………………………….79
5.5. Освещение……………………………………………………………………...80
5.6.Анализ выявленных опасных факторов проектируемой производственной
средой……………………………………………………………………………….82
5.7. Охрана окружающей среды……………………………………………….…..87
5.8. Защита человека чрезвычайных ситуациях……………………………….…88
Заключение……………………………………………………………………….....90
Введение…………………………………………………………………………….13
1 Аналитический обзор…….…………………………………………………...….15
1.1. Свойства и области применения пеностекла………………………………15
1.2. Технология получения пеностекла…………………………………………18
1.3. Физико – химические процессы, протекающие при получении
пеностекла ............................................................................................................ 20
1.4. Пеностекло – материал поглощающий ЭМИ ……………………………..23
2 Объект и методы исследования …………………………………………………27
2.1. Стекло марки СЛ-96..………………………………………………………..27
2.2. Углеродсодержащие материалы (сажа, УНТ) …………………………….27
2.3. Методы исследования свойств и состава материала …………………… ..30
2.3.1. Рентгенофазовый анализ ……………………………………………………30
2.3.2. Электронная и оптическая микроскопия …………………………………32
2.3.3. Определение поглощающих характеристик …............................................33
2.3.4. Определение прочностных характеристик пеностекла …………………..36
2.4. Методология работы и методы исследования ………………………………38
3 Результаты проведенного исследования ……………………………………….40
3.1. Определение технологических параметров получение образцов
пеностекла ………………………………………………………………………….40
3.2. Синтез модифицированного УНТ пеностекла ……………………………41
3.3. Определение физико-химических характеристик полученных образцов.45
3.4. Определение коэффициент поглощения ЭМИ полученных
образцов….............................................................................................................…46
3.5. Выводы по работе……………………………………………………………..49
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение…...51
4.1. Потенциальные потребители результатов исследования…………………...51
4.2. Планирование научного исследования………………………………………59
4.3. Бюджет научного исследования……………………………………………...654.4.Определение ресурсной, финансовой, бюджетной, социальной и
экономической эффективности исследования……………………………………71
5 Социальная ответственность ……………………………………………………76
5.1. Анализ выявленных вредных факторов проектируемой производственной
средой……………………………………………………………………………….77
5.2. Метеоусловия……………………………………………………………….….77
5.3. Вредные вещества……………………………………………………………..78
5.4. Производственный шум……………………………………………………….79
5.5. Освещение……………………………………………………………………...80
5.6.Анализ выявленных опасных факторов проектируемой производственной
средой……………………………………………………………………………….82
5.7. Охрана окружающей среды……………………………………………….…..87
5.8. Защита человека чрезвычайных ситуациях……………………………….…88
Заключение……………………………………………………………………….....90
Объект исследования – пеностекольные материалы
Предмет исследования – влияние углеродных нанотрубок на физикохимические характеристики и радиопоглощающую способность пеностекла.
Цель работы получение пеностекольного материала на основе
стеклобоя со свойствами теплоизоляции и способностью поглощать
электромагнитное излучение (ЭМИ).
В результате исследования получены:
экспериментальные данные по влиянию добавок углеродных
нанотрубок на физико-химические характеристики пеностекла
экспериментальные данные по способности модифицированного
пеностекла поглощать электромагнитное излучение
установлен оптимальный режим вспенивания при получении
пеностекла заданной макроструктуры.
Основные конструктивные, технологические и техникоэксплуатационные характеристики: предел прочности, водопоглощение,
теплопроводность, коэффициент прохождения ЭМИ, экологичность, плотность.
Область применения: полученные образцы рекомендуется применять в
качестве радиопоглощающих материалов.
Экономическая значимость работы: текущий проект по
интегральному показателю ресурсоэффективности является перспективным с
точки зрения ресурсопотребления и превосходит конкурентов.
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время российская промышленность выпускает
теплоизоляционные материалы и изделия в большом объеме, причем
разнообразного ассортимента – в зависимости от вида сырьевых материалов и
эксплуатационного назначения изделий. Наиболее безопасным и долговечным
материалом, имеющим высокие теплоизоляционные свойства и ряд
преимуществ перед другими видами строительных материалов, является
пеностекло. Пеностекло – высокоэффективный тепло и звукоизоляционный
материал неорганической природы, отвечающим требованиям современного
строительства. Пеностекло может быть как теплоизоляционным, так и
звукоизоляционным, в промышленных условиях преимущественно производят
теплоизоляционное пеностекло. Пеностекло используют при устройстве
теплоизоляции, которая предохраняет человека от пагубных воздействий как
низких, так и высоких температур в промышленных и гражданских зданиях.
Теплоизоляция способствует существенной экономии топлива, повышает
надежность холодильных агрегатов; без теплоизоляции невозможны многие
высоко- и низкотемпературные технологические процессы в промышленных
аппаратах, она сокращает потери теплоты в энергетических установках, паро- и
трубопроводах.
Пеностекло – экологически чистый материал, оно не выделяет никаких
вредных веществ, даже при нагревании, что не скажешь о других утеплителях.
Благодаря производству пеностекла частично решается одна из актуальных
экологических проблем – использование скопившегося на свалках большого
количества бытового и промышленного стеклобоя.
Одним из актуальных направлений исследования является разработка
эффективных материалов полифункционального назначения, получаемые по
технологиям, основанным на принципах ресурсосбережения и
энергоэффективности. Реализация энергоэффективности осуществляется путемиспользования теплоизоляционных материалов и уменьшения энергоемкости
их производства.
Целью настоящей работы получение полифункционального
пеностекольного материала на основе стеклобоя со свойствами теплоизоляции
и способностью поглощать электромагнитное излучение.
Разработка пеностекольного материала способного поглощать
электромагнитное излучение расширяет области его применения.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие
задачи:
1) Исследовать условия введения углеродных нанотрубок в
пенообразующую смесь для получения пеностекла.
2) Исследовать влияние углеродных нанотрубок на процессы вспенивания и
структуру пористого материала.
3) Определить значения коэффициентов поглощения и прохождения для
полученных образцов.
4) Определить основные физико-механические характеристики пеностекла
без добавок и с добавкой углеродных нанотрубок.
Предмет исследования – влияние углеродных нанотрубок на физикохимические характеристики и радиопоглощающую способность пеностекла.
Цель работы получение пеностекольного материала на основе
стеклобоя со свойствами теплоизоляции и способностью поглощать
электромагнитное излучение (ЭМИ).
В результате исследования получены:
экспериментальные данные по влиянию добавок углеродных
нанотрубок на физико-химические характеристики пеностекла
экспериментальные данные по способности модифицированного
пеностекла поглощать электромагнитное излучение
установлен оптимальный режим вспенивания при получении
пеностекла заданной макроструктуры.
Основные конструктивные, технологические и техникоэксплуатационные характеристики: предел прочности, водопоглощение,
теплопроводность, коэффициент прохождения ЭМИ, экологичность, плотность.
Область применения: полученные образцы рекомендуется применять в
качестве радиопоглощающих материалов.
Экономическая значимость работы: текущий проект по
интегральному показателю ресурсоэффективности является перспективным с
точки зрения ресурсопотребления и превосходит конкурентов.
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время российская промышленность выпускает
теплоизоляционные материалы и изделия в большом объеме, причем
разнообразного ассортимента – в зависимости от вида сырьевых материалов и
эксплуатационного назначения изделий. Наиболее безопасным и долговечным
материалом, имеющим высокие теплоизоляционные свойства и ряд
преимуществ перед другими видами строительных материалов, является
пеностекло. Пеностекло – высокоэффективный тепло и звукоизоляционный
материал неорганической природы, отвечающим требованиям современного
строительства. Пеностекло может быть как теплоизоляционным, так и
звукоизоляционным, в промышленных условиях преимущественно производят
теплоизоляционное пеностекло. Пеностекло используют при устройстве
теплоизоляции, которая предохраняет человека от пагубных воздействий как
низких, так и высоких температур в промышленных и гражданских зданиях.
Теплоизоляция способствует существенной экономии топлива, повышает
надежность холодильных агрегатов; без теплоизоляции невозможны многие
высоко- и низкотемпературные технологические процессы в промышленных
аппаратах, она сокращает потери теплоты в энергетических установках, паро- и
трубопроводах.
Пеностекло – экологически чистый материал, оно не выделяет никаких
вредных веществ, даже при нагревании, что не скажешь о других утеплителях.
Благодаря производству пеностекла частично решается одна из актуальных
экологических проблем – использование скопившегося на свалках большого
количества бытового и промышленного стеклобоя.
Одним из актуальных направлений исследования является разработка
эффективных материалов полифункционального назначения, получаемые по
технологиям, основанным на принципах ресурсосбережения и
энергоэффективности. Реализация энергоэффективности осуществляется путемиспользования теплоизоляционных материалов и уменьшения энергоемкости
их производства.
Целью настоящей работы получение полифункционального
пеностекольного материала на основе стеклобоя со свойствами теплоизоляции
и способностью поглощать электромагнитное излучение.
Разработка пеностекольного материала способного поглощать
электромагнитное излучение расширяет области его применения.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие
задачи:
1) Исследовать условия введения углеродных нанотрубок в
пенообразующую смесь для получения пеностекла.
2) Исследовать влияние углеродных нанотрубок на процессы вспенивания и
структуру пористого материала.
3) Определить значения коэффициентов поглощения и прохождения для
полученных образцов.
4) Определить основные физико-механические характеристики пеностекла
без добавок и с добавкой углеродных нанотрубок.
В данной научно – исследовательской работе рассмотрен актуальный
вопрос разработки эффективных материалов полифункционального
назначения, получаемые по технологиям, основанным на принципах
ресурсосбережения и энергоэффективности. Реализация энергоэффективности
осуществляется путем использования теплоизоляционных материалов и
уменьшения энергоемкости их производства. Также рассмотрены
пеностекольных материалов, например, способности поглощать
электромагнитное излучение, что расширяет области применения и
предполагает широкий спектр свойств многофункционального материала.
Благодаря производству пеностекла частично решается одна из
актуальных экологических проблем – использование скопившегося на свалках
большого количества бытового и промышленного стеклобоя.
В результате выполненного комплексного исследования можно сделать
вывод, что модифицированное пеностекло активно взаимодействует с
электромагнитным излучением и характеризуется относительно высоким
коэффициентом поглощения низким коэффициентом отражения.
Полученные характеристики позволяют рекомендовать
модифицированное пеностекло в качестве поглотителя, так как практически
отсутствует отражение электромагнитных волн, а падающая энергия
поглощается, трансформируясь в тепловую. Применение поглощающего
материала в радиодиапазоне высоких и сверхвысоких частот перспективно для
решения проблем электромагнитной совместимости радиоэлектронных
устройств и может быть использовано для безэховых камер и помещений с
низким уровнем электромагнитного фона, а также для защиты компьютерных
систем обработки информации от несанкционированного доступа и защиты
биологических объектов.
Материал является негорючим, пожаробезопасным, обладает
повышенной прочностью, низким водопоглощением и экологически чистым.Результаты исследований, проведенных в результате написания работы,
представлены в докладе на XVII Международных научно-практических
конференциях студентов и молодых ученых имени Л.П. Кулѐва «Химия и
химическая технология в XXI веке», посвященная 120-летию Томского
политехнического университета, и подготовлен доклад на Международной
научно-практической конференции «Инновационные технологии научного
развития»
вопрос разработки эффективных материалов полифункционального
назначения, получаемые по технологиям, основанным на принципах
ресурсосбережения и энергоэффективности. Реализация энергоэффективности
осуществляется путем использования теплоизоляционных материалов и
уменьшения энергоемкости их производства. Также рассмотрены
пеностекольных материалов, например, способности поглощать
электромагнитное излучение, что расширяет области применения и
предполагает широкий спектр свойств многофункционального материала.
Благодаря производству пеностекла частично решается одна из
актуальных экологических проблем – использование скопившегося на свалках
большого количества бытового и промышленного стеклобоя.
В результате выполненного комплексного исследования можно сделать
вывод, что модифицированное пеностекло активно взаимодействует с
электромагнитным излучением и характеризуется относительно высоким
коэффициентом поглощения низким коэффициентом отражения.
Полученные характеристики позволяют рекомендовать
модифицированное пеностекло в качестве поглотителя, так как практически
отсутствует отражение электромагнитных волн, а падающая энергия
поглощается, трансформируясь в тепловую. Применение поглощающего
материала в радиодиапазоне высоких и сверхвысоких частот перспективно для
решения проблем электромагнитной совместимости радиоэлектронных
устройств и может быть использовано для безэховых камер и помещений с
низким уровнем электромагнитного фона, а также для защиты компьютерных
систем обработки информации от несанкционированного доступа и защиты
биологических объектов.
Материал является негорючим, пожаробезопасным, обладает
повышенной прочностью, низким водопоглощением и экологически чистым.Результаты исследований, проведенных в результате написания работы,
представлены в докладе на XVII Международных научно-практических
конференциях студентов и молодых ученых имени Л.П. Кулѐва «Химия и
химическая технология в XXI веке», посвященная 120-летию Томского
политехнического университета, и подготовлен доклад на Международной
научно-практической конференции «Инновационные технологии научного
развития»