Актуальные вопросы современной науки
Скачать 2.03 Mb.
|
ПОЛУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЭПОКСИДНО-НОВОЛАЧНО-ПОЛИЭФИРНЫХ БЛОК-СООЛИГОМЕРОВ В. В. Цой, И. М. Дворко, Д. А. Панфилов, Е. В. Москалев Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет), г. Санкт-Петербург, Россия, E-mail: penoplast_dim@rambler.ru Анализ литературных и экспериментальных данных показывает, что эпоксидно-новолачные блок-соолигомеры (ЭНБС) являются эффективными связующими для конструкционных пленочных клеев, конструкционных пенопластов, абразивных материалов и высокопористых инструментов для шлифования [1-5]. В последние годы в ряде публикаций показано, что использование олигомерных продуктов деструкции вторичного полиэтилентерефталата (ПЭТФ) позволяет повысить физико-механические характеристики пеноматериалов и пористых изделий на основе новолачных фенолоформальдегидных композиций [6-7]. Поэтому было сделано предположение, что использование продуктов деструкции ПЭТФ в составе эпоксидно-новолачных связующих для конструкционных пенопластов и пористых абразивно-шлифивальных материалов на основе ЭНБС, также позволит улучшить эксплуатационные свойства полученных материалов и увеличить ресурс работы абразивных изделий. С этой целью проведена работа по получению и исследованию эпоксидно-новолачных композиций модифицированных олигомерными продуктами разложения вторичного ПЭТФ. Модифицированные композиции получали по следующей методике: в реакционную колбу загружали масс.ч: 1-5 измельченного вторичного ПЭТФ; 1-5 олигопропилендиола марки Лапрол 202 или олигопропилентриола маркиЛапрол 503; 34-39 новолачной смолы марки СФ-0112. Вводили 0,5 % от содержания ПЭТФ диацетата цинка в качестве катализатора деструкции. Полученную смесь нагревали при перемешивании до расплавления при 240-250С и выдерживали при данной температуре в течении 1 ч. Затем полученную массу охлаждали до 120-125С и вводили в нее эпоксидную смолу марки ЭД-16. Данную смесь выдерживали при температуре 120-125С и перемешивании в течение 40-60 мин. Синтезированные продукты сливали в поддон для охлаждения. Процессы контролировали по температуре каплепадения по Уббелоде. Полученные продукты представляли собой твердые хрупкие аморфные олигомеры с температурой каплепадения в пределах 80-98С. Примеры рецептур получения и свойства образцов эпоксидно-новолачно-полиэфирных блок-соолигомеров (ЭНПБС) представлены в таблице 1. Таблица 1 Рецептуры получения и свойства эпоксидно-новолачно-полиэфирных блок-соолигомеров
Анализ результатов синтеза олигомерных композиций, содержащих модифицирующие олигоэфиры показывает, что содержание олигопропиленди(три)олов оказывает существенное влияние на температуру каплепадения олигомерной основы (рисунок). Увеличение содержания модифицирующего лапрола приводит к снижению температуры каплепадения блок-соолигомера.  Рис. Зависимость температуры каплепадения ЭНПБС от типа и содержания лапрола. Марка лапрола: 1 – Лапрол 202; 2 – Лапол503. Более низкая температура каплепадения олигомерных композиций, содержащих Лапрол202 объясняется более низкой молярной массой этого олигомера, и соответственно более низкой динамической вязкостью [6-7]. Исследование свойств олигомерных композиций, отвержденных при 180С в течение 6 ч свидетельствует, что зависимость физико-механических характеристик от содержания олигоэфирной компоненты, как правило, носит экстремальный характер. Это наблюдается на примере зависимостей разрушающего напряжения при изгибе, модудяпругости при изгибе и ударной вязкости. При этом оптимальное содержание модифицирующего олигоэфира для получения максимальных показателей составляет 3-5 мас.%. Свойства отвержденных образцов эпоксидно-новолачно-полиэфирных блок-соолигомеров с использованием олигопропилентрила Л-503 представлены в таблице 2. Показатели ЭНПБС по ряду характеристик существенно выше, чем показатели для ЭНБС [8]. Особенно, необходимо отметить повышение разрушающего напряжения при изгибе и модуля упругости при изгибе, которые составляют, соответственно, 165-186 МПа и 4,3-4,5 ГПа. Таблица 2 Свойства отвержденных эпоксидно-новолачно-полиэфирных блок-соолигомеров
Повышение физико-механических характеристик отвержденных образцов на основе разработанных связующих обусловлено снижением внутренних напряжений в модифицированных полимерных сетках при оптимальном соотношении компонентов. Полученные результаты позволяют сделать предварительный вывод о возможности использования олигомеров данного типа в качестве основы перспективных связующих для получения высокопрочных конструкционныхпенопластов и эффективных пористых абразивно-шлифовальных материалов. Литература 1. Каркозов В.Г. В кн.: Химическая технология, свойства и применение пластмасс / Межвуз. сб. науч. Тр.- Л., ЛТИ им.Ленсовета.- 1978.- С.115-124. 2. Тризно М.С., Барсова В.В. Пенопласты ПЭН - новый тип пенопластов. Л.: ЛДНТП, 1974, 24 с. 3. Дворко И.М., Коцелайнен И.В. Пенопласты на основе порошковых эпоксидно- новолачных композиций// Пласт.массы.– 1998.–№ 2.– С. 40-42. 4. Вольфсон А.И. Разработка теплостойкогоэпоксифенольного связующего для абразивного инструмента из синтетических сверхтвердых материалов: Автореф. дис. … канд. техн. наук / А.И. Вольфсон; Л.: ЛТИ им. Ленсовета. – 1986.- 18 с. 5. Цой В.В. Новые полировальные инструменты на эпоксикаучуковой связке. Тезисы докладов Всесоюзн. науч.-техн. семинара: Турбоабразивная обработка деталей сложного профиля. Л.: 20-22 окт. 1987.- 38-39 с. 6. Дворко И.М. Конструкционные полимерные материалы для машиностроения / Сб. науч. тр. межд. науч.-техн. конф.: Новые материалы и технологии в машиностроении.- Вып.12.- Брянск: БГИТА, 2010.- С. 134-136. 7. Зырянова И.Е., Постников В.А., Новиков Ю.М. и др. Применение продуктов разложения вторичного полиэтилентерефталата для модификации конструкционных пенофенопластов/ В сб. межд.науч.-техн. конф.: Экологически устойчивое развитие, рациональное использование природных ресурсов.- Тула: Изд-во «Инновационные технологии», 2010.- С. 36-37. 8. Тризно М.С. Эпоксидно-новолачные блоксополимеры, композиции и пластические массы на их основе: Дис. ... д-ра техн. наук/ ЛТИ им. Ленсовета.– Л., 1973.– 341 с. ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПРИЗАБОЙНУЮ ЗОНУ ПЛАСТА В. И. Марьянчик, А. В. Минеев Институт нефти и газа Сибирского федерального университета, г. Красноярск, Россия, e-mail: maryanchikvi@mail.ru Продуктивная залежь (коллектор), представляющая собой газожидкостную двухфазную среду, находящуюся в упругом состоянии в термобарических условиях пласта, слоиста, при этом каждый слой имеет свою частоту (нелинейная система). В коллекторе постоянно идут незатухающие колебания, поддерживаемые внешними источниками энергии (солнечно-лунные приливы, удаленные землетрясения и т.д.). Совокупность направлений, в которых распространяется поле упругих колебаний, определяется направляющими свойствами коллектора, в частности, его расчлененностью, а его затухание определяется резонансными свойствами каждого слоя. Гидродинамический пульсатор давления предназначен обработки ПЗП с целью увеличения притока углеводородов к скважине, исключительной особенностью является возможность регулирования параметров обработки, то есть изменение амплитуды и частоты гидравлических импульсов [1]. Для определения качественной характеристики работы гидродинамического устройства используем значением эффективного расстояния пройденного частицей за один гидравлический импульс в направлении скважины:  ;Где:  - расстояние пройденное частицей от пласта в направлении центра скважины за 1 импульс; - скорость частицы от пласта в направлении центра скважины; - время движения частицы от пласта в направлении центра скважины; - расстояние пройденное частицей отцентра скважины в направлении пласта за 1 импульс; - скорость частицы от центра скважины в направлении пласта; - время движения частицы отцентра скважины в направлении пласта;Рассмотрим физический процесс движения частицы в направлении пласта: Р  0 – давление создаваемое гидродинамическим устройством;Р1 – пластовое давление; Р2 – давление в пространстве действующее на частицу в произвольной точке 2; Р3 – давление в затрубном пространстве; R – расстояние от центра скважины до произвольной точке 2. S0 – площадь поперечного сечения гидродинамического устройства в затрубном пространстве диаметром - D0; dh– изменение высоты столба жидкости за один гидравлический импульс. Для определения скорости движения рабочей жидкости при возникновении гидравлического импульса  , найдем потенциальную энергию столба жидкости h0: Рисунок 1 – Физическая модель обоснования работы гидродинамического устройства. ;  ;Так как  – масса столба жидкости; При истечении жидкости вся потенциальная энергия превратится в кинетическую энергию движения:  ;Где  средняя скорость истечения жидкости за время t гидроудара (импульса): ; ;Средняя скорость истечения жидкости равна:  ;Давление действующее на частицу на расстоянии R от источника импульса: dVжо – объем истекшей жидкости из гидродинамического устройства равен объему жидкости прошедшей через поры: dVжо = dVR; S0υжоdt = Sпорυж dt; S0 – площадь внутренней камеры гидродинамического устройства; υжо– скорость истечения жидкости из гидродинамического устройства; dt– время истечения рабочей жидкости из гидродинамического устройства; Sпор – площадь сечения цилиндрического порового пространства радиуса R;  - скорость течения жидкости (фильтрации) на расстоянии R;Для определения скорости течения жидкости на расстоянии R от центра скважины необходимо установить зависимость распределения давления от центра скважины в направлении пласта создаваемым гидравлическим импульсом. Для определения давления распределения давления вокруг скважины на расстоянии R во время распространения импульса используем дифференциальное форму уравнения фильтрации:  ; Где 2πRh - площадь сечения цилиндрического порового пространства произвольного радиуса R, проведенного из центра скважины; h - действительная толщина пласта, через который происходит фильтрация;  - проницаемость пласта; - динамическая вязкость жидкости; - градиент давления; Проинтегрируем вышеуказанное уравнение в пределах области фильтрации, т. е. от стенок скважины r0 с давлением P0 до внешней окружности R, на котором существует давление P2. Таким образом,  ;Так как  = const, получим формулу для распределения давления вокруг скважины: ;Подставив уравнения Дюпюи:  ;Где rК = радиус внешней окружности называемой контуром питания, на котором существует постоянное пластовое давление Pк. Получим выражение:  ;Формула распределения давления вокруг скважины имеет вид:  ;С учетом формулы распределения давления вокруг скважины определяем скорость жидкости в пласте при гидравлическом импульсе:  ;  Частица сдвинется при условии, если сила создаваемая разностью давлений между пластовым давлением и давлением жидкости на расстоянии R от источника импульсов будет больше, чем суммарные силы трения:  ;На частицу могут действовать различные силы трения, такие как сила трения покоя, трения скольжения и сила вязкого трения:  ;В различные моменты составляющие этих сил будут различны. При гидравлическом ударе на частицу в начальный момент времени, когда частица покоится основной составляющей является сила трения покоя:  ;Где: m – масса частицы; µ – коэффициент трения покоя, который зависит от состояния соприкасающихся поверхностей; При отрыве и движении частицы основной составляющей силы трения является сила вязкого трения, так как частица будет двигаться в потоке жидкости в направлении прямого гидравлического удара:   ; – диаметр частицы; – скорость частицы; – скорость жидкости в поровом пространстве;г Рисунок 2 – Движение частицы в поровом пространстве. де  – градиент скорости.dп– диаметр поры;  – динамическая вязкость жидкость, Па·с; ;Будем считать, что за время dt→0 изменение скорости частицы пренебрежительно мало, поэтому мы можем для определения скорости частицы в направлении пласта воспользоваться законом сохранения импульса:  ;Где: mж – масса жидкости действующая на частицу; тч – масса частицы; υч– скорость частицы в направлении пласта;  ;Формула для определения скорость частицы от центра скважины в направлении пласта имеет вид:  ;Где:  - время движения частицы в поровом пространстве за один гидравлический импульс.Движение частицы из порового пространства в направлении скважины возникает при условии:  ;Где  – разность давлений;Для определения начальной обратной скорости частицы υч2 воспользуемся законом сохранения импульса:  ;  –скорость жидкости на расстоянии R2 от скважины в момент создания депрессии на пласт: ;Эффективное расстояние, пройденное частицей за один гидравлический импульс в направлении скважины, определяется: ; | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие:
 | Вопросы к экзамену по дисциплине «Теория организации» Международная научно-практическая конференция «Актуальные вопросы современной педагогической науки» |  | Программа дисциплины актуальные проблемы современной науки и журналистика... Актуальные проблемы современной науки. Современные научные концепции дальнейшего развития человечества |
| 1 Сентября ru Международная научно-практическая конференция «Актуальные вопросы современной педагогической науки» | | Отчет о работе Новгородской городской организации профессионального... Международная научно-практическая конференция «Актуальные вопросы современной педагогической науки» |
| Программа дисциплины Международная научно-практическая конференция «Актуальные вопросы современной педагогической науки» | | Москва Актуальные проблемы современной науки гуманитарные науки часть... Актуальные проблемы современной науки: Труды 14-й Международной конференции -конкурса «Актуальные проблемы современной науки». Гуманитарные... |
| Российский государственный торгово Международная научно-практическая конференция «Актуальные вопросы современной педагогической науки» | | Примеры библиографического описания Международная научно-практическая конференция «Актуальные вопросы современной педагогической науки» |
| Положение о виртуальном фестивале Международная научно-практическая конференция «Актуальные вопросы современной педагогической науки» | | Программа учебного курса по биологии, за Международная научно-практическая конференция «Актуальные вопросы современной педагогической науки» |
| Программа вступительных испытаний по биологии Международная научно-практическая конференция «Актуальные вопросы современной педагогической науки» | | А. П. Гайдара кафедра мед подготовки и бжд Международная научно-практическая конференция «Актуальные вопросы современной педагогической науки» |
| Тест Выберите один из 4 вариантов ответа Международная научно-практическая конференция «Актуальные вопросы современной педагогической науки» | | Министерство образования и науки российской федерации приказ от 5... Международная научно-практическая конференция «Актуальные вопросы современной педагогической науки» |
| Эти ресурсы можно разделить на несколько типов Международная научно-практическая конференция «Актуальные вопросы современной педагогической науки» | | «Наука и промышленность Республики Татарстан в годы войны» Международная научно-практическая конференция «Актуальные вопросы современной педагогической науки» |
