Биостойкость модифицированных полимерсиликатных композитов

Размещено на Аllbest.ru

БИОСТОЙКОСТЬ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ПОЛИМЕРСИЛИКАТНЫХ КОМПОЗИТОВ

В старье представлены результаты исследования по влиянию водного раствора уксуснокислого цинка на биостойкость полимерсиликатных композитов в зависимости от концентрации указанного раствора и его количественного содержания в составах. Показано, что при введении в сырьевую смесь предлагаемого модификатора в пределах установленного оптимума полимерсиликатные композиты обладают фунгицидными свойствами.

Ключевые слова: жидкое стекло, уксуснокислый цинк, полистирол, полимерсиликатный композит, кислотостойкость, грибостойкость, фунгицидность.

BIOSTABILITY OF MODIFIED POLYMER-SILICATE COMPOSITES

The article presents the results of a study on the effect of an aqueous solution of zinc acetate on the biostability polymer-silicate composites, depending on the concentration of the solution and its quantitative content in the compositions. It is shown that the introduction of the raw material mixture in the proposed modifier within the established optimum polymer-silicate composites have fungicidal properties.

Key words: water glass, zinc acetate, polystyrene, polymer-silicate composites, acid resistance, fungal resistance, fungicides.

Строительные композиции на основе жидкостекольных вяжущих, модифицированные органическими соединениями с различной степенью полимеризации: мономерами, олигомерами, водными растворами и дисперсиями полимеров в научно-технической литературе получили название полимерсиликатные композиции.

Полимерсиликатные композиционные материалы зарекомендовали себя как эффективные строительные материалы, способные работать в условиях воздействия разбавленных и концентрированных кислот при сохранении основных эксплуатационных характеристик [9]. К тому же они достаточно технологичны, относительно дешевые, нетоксичные и негорючие.

Составы, свойства и процессы структурообразования полимерсиликатных композиций наиболее подробно рассмотрены в работах [2, 5, 6, 8, 9]. Отмечается перспективность применения модифицирующих полимерных и мономерных добавок: фурановых, карбамидных, стирол - и акрилсодержащих, изоционатных.

Однако, полимерсиликатные композиты, устойчивые к воздействию разбавленных и концентрированных кислот, менее устойчивы при длительном воздействии воды, а так же способны подвергаться биологической коррозии, что в совокупности приводит к снижению эксплуатационных характеристик конструктивных элементов.

Многочисленные исследования свидетельствуют, что наибольшее разрушающее действие на строительные материалы, изделия и конструкции оказывают плесневые грибы, большинство из которых оказывают негативное воздействие на окружающую среду. Повышение стойкости строительных композитов на основе жидкого стекла к биологической коррозии достигается введением фунгицидных добавок, а так же увеличением содержания кремнефтористого натрия до 20% по массе жидкого стекла [1], что в свою очередь может привести к снижению жизнеспособности смеси и повышению токсичности полимерсиликатных композитов.

Таким образом, совершенствование составов полимерсиликатных смесей с целью повышения эксплуатационных характеристик и долговечности композитов на их основе является весьма актуальной задачей.

Для получения полимерсиликатных композиций в качестве модифицирующей полимерной добавки использовался полистирол в виде раствора в органическом растворителе. Полистирол на начальных этапах структурообразования воспринимает напряжения, возникающие при сжатии кремневой кислоты, тем самым уменьшая дефектность структуры, повышая плотность композита. На следующем этапе структурообразования происходит процесс удаления органического растворителя с образованием пространственной сетки полистирола, с эффектом макромолекулярного армирования, что в результате приводит к значительному повышению прочностных характеристик в пределах 100-130%. Введенный в силикатную смесь полистирол гидрофобизирует структуру композита, кольматирует поры и препятствует выщелачиванию растворимых соединений. Показатели химической стойкости и водостойкости полимерсиликатных композитов с оптимальным содержанием полистирола превышают контрольные составы соответственно на 18% и 24% [5].

Оптимизированный состав полимерсиликатной композиции на основе жидкого натриевого стекла, модифицированного полистиролом приведен в табл. 1. Критериями оптимальности являлись: условия наименьшего расхода жидкого натриевого стекла, удобоукладываемость, повышенные показатели плотности, прочности и химической стойкости композита.

Таблица 1

Оптимизированный состав полимерсиликатной композиции

Экспериментально установлено, что при введении 20-28% -ого водного раствора уксуснокислого цинка (представляющего собой водорастворимую цинковую соль уксусной кислоты, образованную слабым основанием и слабой кислотой) в пределах 0, 43-1, 1% по массе композиции полимерсиликатные композиты обладают коэффициентом размягчения Кр=0, 82-0, 89 при сохранении технологических показателей смеси, повышенных прочностных характеристик и показателей химической стойкости [4].

Добавка уксуснокислого цинка вводилась в композицию в виде водного раствора с целью ее равномерного распределения в силикатнатриевом связующем и полноценного химического взаимодействия [3]. Повышение водостойкости исследуемых композитов осуществляется за счет образования в модифицированной системе труднорастворимых и малорастворимых цинксодержащих соединений [4].

Кроме этого известно, что соединения цинка обладают биологической активностью, в большей степени Zn-содержащие соли. Так, например, в медицинской практике уксуснокислый цинк (ацетат цинка) применяется как эффективное противогрибковое средство. Известна композиция, содержащая стиролакриловую дисперсию на основе стирола с различными акриловыми мономерами и комплексное соединение МАЦ (метакрилатацетат цинка), которое придает полимерной грунтовке бактерицидно-фунгицидные свойства [7].

Результаты исследований полимерсиликатных композитов на биостойкость в зависимости от количественного содержания водного раствора уксуснокислого цинка в составах представлены в табл. 2. Испытания на грибостойкость и фунгицидные свойства композитов проводились в соответствии с ГОСТ 9049-91. Виды грибов, используемые при проведении испытаний: Aspergillus niger van Tieghem, Aspergillus terreus Thorn, Aspergillus oryzae (Ahlburg) Cohn, Chaetomium globosum Kunze, Paecilomyces varioti Bainier, Penicillium funiculosuin Thorn, Penicillium chrysogenum Thorn, Penicillium cyclopium Westllng, Trichoderma viride Pens, ex Fr.

Композиты, зараженные спорами плесневых грибов, выдерживались в оптимальных для их развития условиях и считались грибостойкими, если они получали оценку в баллах от 0 до 2 по методу 1 и фунгицидными, если оценивались 0 и 1 баллом по методу 3.

Таблица 2

Оценка биостойкости полимерсиликатных композитов

Экспериментально установлено, что при введении 20-28% -ого водного раствора уксуснокислого цинка в пределах 0, 43-2, 6% по массе композиции полимерсиликатные композиты обладают фунгицидными свойствами, что позволяет расширить область применения конструктивных элементов, изготовленных на основе жидкостекольных композиций и увеличить срок их службы.

Таким образом, проведенные исследования свидетельствуют об эффективности применения органического цинксодержащего соединения как комплексного модификатора, позволяющего повысить эксплуатационные свойства полимерсиликатных композитов.

биостойкость полимерсиликатный композит

ЛИТЕРАТУРА

Завалишин Е. В. Биологическое сопротивление композитов на основе жидкого стекла: автореф. дис.... канд. техн. наук: 05. 23. 05 / Е. В. Завалишин. Пенза, 2002. 16 с.

Иващенко Ю. Г., Сурнин А. А., Павлова И. Л. Применение модификаторов на основе соединений акриловой и стирольной групп для повышения технологических и эксплуатационных показателей строительных материалов на основе жидкого стекла / Композиционные строительные материалы, теория и практика: Тез. докл. ПГАСА. - Пенза, 2000. ? С. 96-98.

Иващенко Ю. Г., Павлова И. Л., Кочергина М. П. Повышение заданных свойств силикатнатриевых композитов, модифицированных цинкосодержащими органическими соединениями / Национальная ассоциация учёных (НАУ). Ежемесячный научный журнал. 2015. №1 (6). ? С. 116-118.

Иващенко Ю. Г., Павлова И. Л., Кочергина М. П. Структурообразование и свойства модифицированных полимерсиликатных композитов / Научное обозрение. Научный журнал. 2015. №16. ? С. 93-99.

Павлова И. Л. Строительные композиты на основе силикатонатриевых связующих, модифицированных акрил- и стиролсодержащими добавками: автореф. дис.... канд. техн. наук: 05. 23. 05 / И. Л. Павлова. Саратов, 2004. ? 16 с.

Патуроев В. В., Путляев И. Е. Мастики, полимербетоны и полимерсиликаты. М. : Стройиздат, 1975. ? 223 с.

Размещено на Аllbest.ru