Сб. тезисов Наукоемкие технологии 14-16 октября 2015

ным во времени переходным сопротивлением, хорошей паяемостью и свариваемостью ультразвуком с алюминиевым проводником [2; 3]. Проведение комплексных исследований по влиянию природы и концентрации металлоидов: соединений бора (декагидро-клозо- декаборат натрия, пиридин-, морфолин-, диметиламин- и триметиламин-боранов), соединений серы (сахарин, хлорамин Б) и фосфора (фосфористая кислота), а также углеродных наноматериалов (ультрадисперсный алмаз, нановолокна, фуллеренолы) на структурное состояние и морфологию формируемых покрытий на основе никеля, а также на проявляемые ими физико-механические, коррозионно-химические и электрические свойства позволило для каждых конкретных задач осуществить целенаправленный синтез поликристаллических, аморфных или композиционных покрытий методом электрохимического осаждения. На основании результатов исследования разработаны технологические процессы электрохимического осаждения функциональных покрытий никель-металлоид на детали различного назначения и внедрены в серийное производство на предприятиях Республики Беларусь и Российской Федерации.

Список литературы

1.Мамаев В. И., Кудрявцев В. Н. Никелирование. М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2014. 192 с.

2.Bekish, Yu. N., Poznyak S. K., Tsybulskaya L. S., Gaevskaya T. V. Electrodeposited Ni-B alloy coatings: structure, corrosion resistance and mechanical properties // Electrochim. Acta. 2010. Vol. 55. P. 2223–2231

3.Перевозников С. С., Цыбульская Л. С., Позняк С. К. Защитная способность химически и электрохимически осажденных покрытий никель-фосфор в хлоридсодержащей среде // Свиридовские чтения: Сб. ст. 2015. Вып. 11. С. 105–112.

УДК 66.081.6 Д. А. Чулкова, О. Э. Бабкин

Санкт-Петербургский государственный институт кино и телевидения, Санкт-Петербург, РФ e-mail: dariachulkova@yandex.ru

РЕГУЛИРОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ВОЗДУШНЫХ ФИЛЬТРОВ НА ОСНОВЕ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ ПОЛИМЕРНЫМИ ПРОПИТКАМИ

Аннотация. В данной работе рассматривается модифицирование состава полимерных пропиток для воздушных фильтров на основе целлюлозы.

Ключевые слова: фильтры, целлюлоза, пропитки, фильтровальные материалы.

На данный момент фильтровальные материалы являются необходимыми для многих отраслей производства, а именно: автомобильной промышленности, лабораторий, а также для специализированных сортов бумаги. Бумага используется для изготовления фильтров очистки воздуха, масла и топлива для легковых и грузовых машин. В соответствии с назначением бумага должна иметь определенную пористую структуру и достаточно высокие прочностные показатели [1].

© Чулкова Д. А., Бабкин О. Э., 2015.

51

Для того чтобы бумага приобрела определенную направленность, создаются пропит­ ки на основе полимеров, которые обеспечивали бы придание бумаге следующих показа­ телей [2]:

1)существенно, в 2–3 раза увеличена прочность на разрыв и сопротивление продавливанию;

2)бумага должна приобрести жесткость, обеспечивающую возможность ее гофрирования и стабильность гофры, но не должна быть хрупкой;

3)гидрофобность, с сохранением пористой структуры бумажной основы;

4)бензо- и маслостойкость;

5)влагопрочность, т. е. прочность бумаги после выдерживания ее в воде в течение 30 мин должно составлять не менее 50% от прочности в сухом состоянии (для некоторых видов бумаги влагопрочность должна быть 80–90%).

Классификация полимерных пропиток [3]:

1)акриловые;

2)стиролакриловые;

3)уретановые;

4)хлорвиниловые;

5)бутадиенстирольные;

6)ПВА и др.

Всовременной промышленности упор идет на стиролакриловые полимерные пропитки, так как они являются оптимальными по цене и по качеству выпускаемых изделий

сих помощью. Пропитка новолачной смолой и акриловым латексом повышает прочность бумаги, ее размерную стабильность, улучшает устойчивость к растворителям и другим химическим веществам, увеличивает термоустойчивость.

Всостав бумаги могут входить различные виды целлюлозных волокон, а также искусственные и синтетические волокна, которые используются для придания ей специальных свойств, например, повышенной прочности.

Помимо вышеперечисленных способов улучшения бумаги существует еще два вида модифицирующих добавок.

1. Добавки для понижения температуры стеклования, т. е. коалесценты. Коалесценты предназначены для понижения минимальной температуры пленкообразования, облегчения процесса коалесценции (слипания или слияния капель пленкообразующего). В отличие от истинных пластификаторов эти растворители не остаются в пленке, так как их остатки отрицательно сказываются на эксплуатационных свойствах лакокрасочных покрытий. Коалесценты испаряются с различной скоростью в зависимости от температуры окружающей среды, влажности, температуры кипения и остаточного давления паров. Примерами их являются сшиваемые водой гликолевые эфиры (бутилдигликоль, дипропиленгликоль и т. д.) и их ацетаты.

2. Гидрофобные добавки: парафины, селановые, силиконовые, фторпласты, фтор­ углеродные.

Список литературы

1.СергееваА.С.Технологический контроль целлюлозно-бумажного производства. М.: Лесная промышленность, 1969. 216 с.

2.Иванов С. Н. Технология бумаги. М.; Л.: Гослесбумиздат, 1960.

3.ВоробьевВ.А., АндриановР.А.Технология полимеров: учебник для вузов. 2-е изд., перераб.

М.: Высш. шк., 1980. 303 с.

52

УДК 667.6 О. Э. Бабкин

Санкт-Петербургский государственный институт кино и телевидения, Санкт-Петербург, РФ

А. В. Соковишин, М. И. Чумаков, Е. В. Махова, В. В. Нечистяк

Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики (ФГУП ВНИИА), Москва, РФ e-mail: biomednet@mail.ru

ОДНОКОМПОНЕНТНЫЕ ЛАКИ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ОТВЕРЖДЕНИЯ

ДЛЯ ВЛАГОЗАЩИТЫ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ

Аннотация.В работе представлены результаты исследований влияния винилалкоксисиланов на свойства конформных влагозащитных покрытий УФ-отверждения. Итогом работы явились разработка ре-

цептуры и выпуск лака под маркой UniProm 1075 ТУ 2316-019-50003914-2006 изм. 3.

Ключевыеслова:влагозащита, ультрафиолетовое отверждение, поверхностная энергия, влагопроницаемость, кинетика отверждения, имитация воздействий хранения.

При эксплуатации радиоэлектронной аппаратуры в экстремальных условиях возможны сбои и отказы в работе вследствие повышенной влажности и выпадения росы, в связи с чем необходима влагозащита печатного монтажа полимерными лаками, выполняющими барьерные функции. Применение лаков ультрафиолетового отверждения (УФ-отверждения) осложняется невозможностью попадания излучения в «теневые зоны» (под элементы и другие места). Для решения данной задачи применяются лаки бинарного отверждения [1; 2]. В местах, где отсутствует доступ УФ-излучения, происходит отверждение изоцианатных компонентов влагой воздуха с образованием мочевинных групп.

В данной работе изучено влияние химической структуры и концентраций модифицирующих добавок на основе кремнийорганических соединений (винилалкоксисиланов) на свойства формируемых покрытий, а также имитации воздействий хранения на свойства покрытий. Проведены исследования влагопроницаемости, поверхностной энергии, физико-механических и диэлектрических свойств. Оценена кинетика отверждения.

Установлено, что удельное объемное электрическое сопротивление и электрическая прочность покрытий не зависят от концентрации кремнийорганического модификатора и времени выдержки на воздухе, т. е. отвержденная под действием УФ-излучения акрилатная составляющая обеспечивает необходимые диэлектрические свойства. При этом тип заместителя в винилалкосисилане оказывает существенное влияние на электрическую прочность покрытий. При этом для короткоцепочечного винилтриметоксисилана отсутствует зависимость от концентрации, а для длинноцепочечного трис-(2-метоксиэтокси)- винилсилана, наоборот, наблюдается четко выраженное снижение электрической прочности с увеличением его концентрации. Следует отметить, что данный параметр критичен только для высоковольтной аппаратуры. Для большинства случаев рабочее напряжение радиоэлектронных схем не превышает 5 В, и, следовательно, снижением электрической прочности до ~20 000 В можно пренебречь.

Отверждение изоцианатного компонента под действием влаги воздуха с образованием полиуретан-мочевинной составляющей оказывает решающее влияние на твердость

© Бабкин О. Э., Соковишин А. В., Чумаков М. И., Махова Е. В., Нечистяк В. В., 2015.

53

­покрытия и на поверхностную энергию, которые существенно зависят от времени отверждения. Наиболее твердыми являются образцы без кремнийорганической добавки, а по мере возрастания концентрации винилсиланов твердость снижается.

Это объясняется появлением низкополярных кремнийорганических участков в макромолекулах покрытий, и, как следствие, индуцированным снижением межмолекулярного взаимодействия.

На 14-й день твердость достигает своего максимума и выходит на постоянные значения, что связано с исчерпанием изоцианатной компоненты и достижением полного отверждения покрытий.

ИК-анализ подтверждает, что к концу второй недели в образцах, отвержденных на воздухе при влажности ~70%, скорость снижения концентрации изоцианатных групп существенно снижается, и, соответственно, можно говорить о полноте отверждения покрытий.

После проведения испытаний, имитирующих воздействие хранения, произошло растрескивание и отслоение от подложек некоторых лаковых покрытий, в том числе всех немодифицированных.

Без видимых изменений остались следующие лаки:

–на основе олигомера А, с винилтриметоксисиланом в концентрации 7 и 10%, а трис- (2-метоксиэтокси)-винилсиланом в концентрации 10%;

–на основе олигомера В, с винилтриметоксисиланом в концентрации 10%, а трис-(2- метоксиэтокси)-винилсиланом в концентрации от 2 до 10%.

Таким образом, введение винилалкоксисиланов увеличивает не только адгезионные свойства, но и эластичность отвержденного покрытия. Вывод подтверждается тем, что

вслучае немодифицированных покрытий происходит не только отслоение, но и растрескивание.

Следующим этапом работы было изучение испытаний, имитирующих воздействие хранения, на диэлектрические свойства покрытий. Результаты исследований показали, что имитация длительного хранения оказывает некоторое негативное влияние на удельное объемное электрическое сопротивление готовых покрытий. Все значения снизились на ~1 порядок и составили ~1014 Ом · см, что находится на уровне традиционно применяемого лака УР-231 [3].

В результате проведенных исследований по совокупности физико-механических, диэлектрических и влагозащитных свойств были выбраны две рецептуры лаков. Однако, принимая во внимание более высокую стойкость к соляному туману и электрическую прочность, было отдано предпочтение только одной рецептуре. В настоящее время лак данной рецептуры запущен в производство под маркой «UniProm 1075» ТУ 2312-075- 91934056-2013 изм. 1-3. Рецептура лака и его свойства представлены в табл. 1 и табл. 2, соответственно.

54

Список литературы

1.Казаченко Н. Н., Бабкина Л. А., Бабкин О. Э. Влагозащита для плат // Наука и современ- ность-2011: Сб. материалов ХIII междунар. науч.-практ. конф. Ч. 3 / под общ. ред. С. С. Чернова. Новосибирск: НГТУ, 2011. С. 88–93.

2.Бабкин О. Э., Махова Е. В., Нечистяк В. В., Чумаков М. И. Влияние природы влагозащит-

ного покрытия на влагозащиту плат // Лакокрасочные материалы и их применение. 2013. № 8. С. 43–48.

3.Нечистяк В. В., Махова Е. В., Чумаков М. И. Материалы для влагозащиты печатного монтажа // Промышленная окраска (Технологии. Материалы. Оборудование). 2011. № 5. С. 38–44.

УДК 541.138 А. Б. Шеин, В. И. Кичигин, А. Ш. Шамсутдинов

Пермский государственный национальный исследовательский университет, Пермь, РФ e-mail: ashein@psu.ru

РЕАКЦИЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ВОДОРОДА НА СИЛИЦИДАХ МЕТАЛЛОВ ТРИАДЫ ЖЕЛЕЗА

Аннотация. Методами поляризационных и импедансных измерений проведены исследования кинетики и механизма реакции выделения водорода на силицидах металлов триады железа.

Ключевые слова: водород, силициды, импеданс.

Исследованы кинетика и механизм реакции выделения водорода (РВВ) на силицидах

Co2Si, CoSi, CoSi2, FeSi, NiSi в растворах x M H2SO4 + (0,5–x) M Na2SO4 (x = 0,05–0,5)

и у М КОН (у= 0,2–2) методами поляризационных измерений и электрохимической импедансной спектроскопии. При анализе импедансных данных использовалась эквивалентная схема, которая в кодах описания цепей имеет вид Rs(Q[R1(R2C2)]), где Rs – сопротивление раствора, Q – элемент постоянной фазы (СРЕ), R1, R2 и C2 – элементы фарадеевского импеданса. Экспериментальные спектры импеданса Co2Si- и CoSi2-электродов в кислых и щелочных растворах хорошо описываются с помощью данной эквивалентной схемы. Значения параметров эквивалентной схемы определяли с помощью CNLS. При интерпретации результатов EIS использовали критерии, предложенные в [1].

© Шеин А. Б., Кичигин В. И., Шамсутдинов А. Ш., 2015.

55

Щелочные растворы. Сделан вывод, что адсорбция атомарного водорода на поверхности силицидов в щелочных средах описывается уравнением изотермы Ленгмюра, а HER протекает по механизму Фольмера – Гейровского (вторая стадия – скорость определяющая).

Установлено, что параметр р в выражении импеданса СРЕ (ZCPE = Q–1(jw)–p) в 1М КОН увеличивается в ряду CoSi2 < Co2Si < Со и при повышении катодной поляризации при-

ближается к 1,0.

Кислые растворы. Для CoSi2-электрода в 0,5M H2SO4 экспериментальные значения logR1/E, logR2/E и logС2/E равны 9, 14,0 и –12,5 В–1, соответственно. Последние два значения являются промежуточными между теоретическими значениями производных для механизмов Фольмера–Гейровского и Фольмера–Тафеля, и было сделано предположение, что РВВ на CoSi2 в кислых средах протекает по двухмаршрутному механизму Фольмера–Гейровского–Тафеля. Однако показано, что наличие реакции абсорбции водорода (РАВ), протекающей с кинетическим контролем, также приводит к понижению logR2/E и logС2/E по сравнению с величинами этих производных для механизма Фольмера–Гейровского без РАВ.

Для Co2Si, FeSi, NiSi в 0,5 M H2SO4 экспериментальные значения logR1/E, logR2/E и logС2/E близки к теоретическим для механизма Фольмера–Гейровского при лимитирующей второй стадии (при изотерме Ленгмюра для Hads).

Список литературы

1.Kichigin V. I., SheinA. B. Diagnostic criteria for hydrogen evolution mechanisms in electrochemical impedance spectroscopy // Electrochim. Acta. Vol. 138. P. 325–333.

УДК 544.5237 О. Э. Бабкин, В. В. Ильина, Л. А. Бабкина

Санкт-Петербургский государственный институт кино и телевидения, Санкт-Петербург, РФ e-mail: obabkin@rambler.ru

ЗАЩИТНЫЕ ПОЛИМЕРНЫЕ ПОКРЫТИЯ ДЛЯ КОНСЕРВАЦИИ РЕСТАВРИРУЕМЫХ ОБЪЕКТОВ

Аннотация. Рассмотрены проблемы защиты поверхности объектов монументальной скульптуры от негативного воздействия окружающей среды. Предложен вариант создания полимерного покрытия, создаваемого технологией УФ-отверждения. Представлена рецептура фотополимерной композиции, предполагающая использование текстурных добавок для создания внешне идентичных исходному материалу покрытий.

Ключевые слова: полимерные покрытия, реставрация.

Одним из распространенных методов защиты поверхности предметов монументального искусства (скульптура, памятники, барельефы и пр.) является их покрытие защитным материалом. Например, известен прием защиты гипсовых скульптур от загрязнений методом создания на поверхности полимерной пленки из спирто-водного раствора поливинилбутираля [1]. Есть похожий технологический прием – защита пористых поверхностей

© Бабкин О. Э., Ильина В. В., Бабкина Л. А., 2015.

56

58

59