Повышение водостойкости фурановых полимербетонов и мастик

Широкое применение фурановых полимербетонов и мастик, в частности, на основе фурфуролацетонового мономера, этих высокопрочных и химически стойких материалов, в конструкциях сдерживается недопустимо низкими показателями некоторых их свойств, прежде всего водостойкости. Известно, что у фурфуролацегоновых полимербетонов с кварцецевым наполнителем (песком) водопоглощение до 2% и более, а показатели прочности после двух-трехмесячного выдерживания в воде снижаются на 44 —55%.

Проблема повышения водостойкость полимербетонов исключительно актуальна. От ее успешного решения зависит дальнейший прогресс в создании из этого материала рациональных конструкций.

Повысить его водостойкость можно за счет общего уплотнения структуры, интенсификации пространственной сшивки полимерного связующего и, наконец, упрочнения связи смолы с наполнителем и уплотнения контактной зоны связующего. Особый интерес представляет последнее направление, поскольку движение воды в глубь изделий облегчается наличием рыхлого полимерного слоя в контакте с гидрофильным наполнителем. Желаемое изменение структуры контактной зоны целесообразно и удобно производить путем гидр(Уфобизации и физико-химической модификации поверхности наполнителя.

Авторами проведены работы по видоизменению поверхности кварцевых наполнителей и изучению влияния модификаторов на прочность и водостойкость полимербетона.

Данные по водопоглощение видоизмененных полимербетонов приведены на рисунке.



Как и следовало ожидать, призмы из полимербетона на немодифицированном кварцевом мникронаполнителе показали низкую водостойкость. Ее падение за три месяца составило почти половину начального значения. Это объясняется гидрофильностью и постоянной обводненностью кварцевых частиц, ингибирующих полимеризацию смолы в поверхностном слое и препятствующих уплотнению контактной зоны связующего.

Октадециламин и катапин заметно повысили водостойкость и практически оказались равноценными. Действие этих веществ объясняется, очевидно, гидрофобизацней поверхности частиц наполнителя и уменьшением внутренних напряжений в структуре.

Весьма эффективно графитирование поверхности кварцевых микро-наполнителей. Снижение прочности полимербетона с прафитированным кварцем не превышало 25% от начальной величины.

Особый интерес представляет обработка кварца эпоксидными смолами и кремнийорганическими жидкостями.

Эпоксидные смолы химически связываются с кварцем и обеспечивают прочное, водостабильное сцепление в контакте, а повышенная, эластичность способствует снижению внутренних напряжений. Коэффициент водостойкости полимербетона с кварцем оказался на уровне, характерном для стеклопластиков. В случае применения в качестве модификатора фенилтрихлорсилана коэффициент водостойкости полимербетона резко возрастает и потеря прочнисти составляет всего 12%.

Уменьшение массы призм после 40— 50 сут. водного хранения объясняется растворимостью катализатора — бензолсульфокислоты. Это приводит к образованию пустот внутри структуры полимербетона и также является причиной снижения прочности.

Таким образом, физико-химическая модификация поверхности кварцевих и других кремнеземсодержащих наполнителей позволяет резко повысить водостойкость фурановых полимербетонов и мастик. Наиболее эффективные способы такого видоизменения кварца — обработка эпоксидными смолами, кремнийорганическими жидкостями, хайполоном, а также графитирование и применение поверхностно-активных веществ.