НОВОЕ  БИТУМНО-РЕЗИНОВОЕ  ПОКРЫТИЕ  НА  ОСНОВЕ  ГОССИПОЛОВОЙ  СМОЛЫ  И  СПОСОБ  ЕГО  ПОЛУЧЕНИЯ

Жуманиязов  Максуд  Жаббиевич

д-р  техн.  наук,  профессор,  Ургенчский  государственный  университет,  Узбекистан,  г.  Ургенч

E-mail:  ximtex@rambler.ru

Курамбаев  Шерзод  Раимберганович

канд.  техн.  наук,  доцент,  Ургенчский  государственный  университет,  Узбекистан,  г.  Ургенч

E-mail: 

THE  NEW  BITUMINOUS-RUBBER  COVERING  BASED  ON  GOSSYPOL  RESIN  AND  METHOD  OF  ITS  PREPARATION

Jumaniyazov  Maksud  Jabbievich

Doctor  of  technical  sciences,  prof.,  Urgench  State  University,  Uzbekistan,  Urgench

Kurambaev  SHerzod  Raimberganovich

Candidate  of  technical  sciences,  docent,  Urgench  State  University,  Uzbekistan,  Urgench

АННОТАЦИЯ

Целью  данной  работы  является  разработка  битумно-резиновой  композиции  на  основе  госсиполовой  смолы  и  способа  ее  получения  с  улучшенными  физико-механическими  и  технологическими  показателями. 

Получен  состав  с  высокими  адгезионными,  антикоррозионными  свойствами,  с  устойчивостью  к  старению,  широким  температурным  интервалом  пластичности,  повышенной  тепло-  и  морозостойкостью.

ABSTRACT

The  aim  of  given  work  is  the  development  of  bituminous-rubber  composition  of  gossypol  resin  and  method  of  its  preparation  with  improved  physical-mechanical  and  technical  indicators. 

Composition  is  obtained  with  high  adhesion,  anticorrosion  properties  with  resistance  to  diligence,  with  broad  warm-up  plasticity  interval,  raised  resistance  to  heat  and  cold.

Ключевые  слова:  заменитель  нефтяного  битума;  госсиполовая  смола;  кровельный  материал;  изоляционный  материал;  морозостойкость;  агрессивная  среда;  уротропин.

Keywords:  oil  bitumen  substitute;  gossypol  resin;  roofing  material;  insulation  material;  cold  resistance;  hostile  environment;  hexamethylenetetramine.

Исследование  относится  к  производству  битумополимерных  материалов  на  основе  госсиполовой  смолы,  предназначенных  для  гидроизоляции  различных  строительных  конструкций,  изоляции  подземных  стальных  трубопроводов  с  целью  защиты  их  от  агрессивных  сред,  а  также  для  кровельных  и  асфальтобетонных  покрытий. 

Госсиполовая  смола  состоит  из  полифенола,  жирных  кислот,  углеводородов,  азот-  и  фосфорсодержащих  соединений,  а  также  продуктов  превращения  госсипола.  Наличие  в  составе  также  соединений  нафталинового  ядра  делает  продукты  модификации  госсиполовой  смолы  термо-,  хемо-  и  радиационно  устойчивыми,  а  фенольной,  гидроксильной,  карбоксильной  и  альдегидной  группы  —  реакционноспособными  с  высокими  комплексообразующими  свойствами.  Она  во  многих  отношениях  с  успехом  может  заменить  дорогостоящие  нефтяные  битумы,  дефицит  которых  ощущается  с  каждым  годом.  Однако  госсиполовая  смола  по  составу  в  корне  отличается  от  традиционных  нефтяных  битумов,  поэтому  получение  на  основе  госсиполовой  смолы  заменителя  нефтяного  битума  имеет  свою  специфическую  особенность  и  требует  поиска  определенных  условий,  с  использованием  нетрадиционных  добавок  модификаторов.

До  сегодняшнего  дня  известны  несколько  разновидностей  битумов  на  основе  госсиполовой  смолы,  большинство  которых,  проработаны  лишь  на  теоретическом  и  лабораторном  уровнях.  Многочисленные  попытки  организовать  широкомасштабное  производство  битума  на  основе  госсиполовой  смолы  до  сих  пор  не  увенчались  успехом,  связанные  с  тем,  что  полученные  битумы  не  имеют  стандартных  физико-механических  свойств,  им  присущи  низкая  адгезия  к  объектам,  неустойчивость  к  старению,  низкий  температурный  интервал  пластичности,  пониженная  морозостойкость,  низкий  защитный  степень  от  коррозии  металлов,  короткий  срок  службы,  удорожание  из-за  добавления  дорогостоящих  компонентов.

Однако,  битумно-резиновая  композиция,  полученная  на  основе  близкого  технического  решения,  по  физико-механическим  свойствам  не  в  полной  мере  соответствуют  всем  необходимым  требованиям  строительных  и  дорожных  битумов  (по  растяжимости,  температурному  размягчению,  глубине  проникания  иглы),  они  слишком  хрупкие,  имеют  низко  адгезионные  свойства  и  не  устойчивы  к  старению,  а  также  при  добавлении  крошки  c  размерами  частиц  5—10  мм  без  дополнительной  термической  и  химической  обработки  не  обеспечивается  появление  тонких  пленок  битума  вокруг  частиц  резины  и  газовых  микровключений,  т.  к.  при  механическом  продавливании  массы  с  помощью  шнека  не  обеспечивается  однородность  продукции.  Этот  состав  не  может  использоваться  в  качестве  изоляционный  антикоррозионный  материал. 

Задачей  данной  работы  является  разработка  битумно-резиновой  композиции  на  основе  госсиполовой  смолы  и  способа  ее  получения  с  улучшенными  физико-механическими  и  технологическими  показателями,  с  высокими  адгезионными,  антикоррозионными  свойствами,  с  устойчивостью  к  старению,  широким  температурным  интервалом  пластичности,  повышенной  тепло  -  и  морозостойкостью.

Получение  высококачественного  заменителя  нефтяного  битума  на  основе  госсиполовой  смолы  имеет  свою  специфическую  особенность  и  требует  поиска  определенных  условий,  а  также  использования  нетрадиционных  добавок  модификаторов,  пластификаторов  и  структурообразователей.

Многолетнее  экспериментальное  исследование  дали  положительные  результаты.  Для  получения  заданных  марок  битумов,  т.  е.  битумно-резиновая  композиция  на  основе  госсиполовой  смолы  используется  в  качестве  вяжущего  термоокисленной  госсиполовую  смолу  —  отход  масложировых  комбинатов,  резиновую  крошку  (пластификатор)  —  отходы  изношенных  покрышек  (КРО).  Согласно  предлагаемой  композиции  в  качестве  активного  модификатора  применяется  кубовый  остаток  моноэтаноламиновой  очистки  (КОМ),  уротропин  и  мочевина.  В  качестве  структурообразователя  применяли  строительную  негашеную  известь,  при  следующем  соотношении  компонентов,  мас.%:

Термоокисленная  госсиполовая  смола  —  88,0—90,0 

КРО  —  4,0—5,0

КОМ  —  3,5—4,0 

мочевина  —  0,45—0,50

негашеная  известь  —  0,5—1,0

уротропин  —  0,04—0,05 

Основным  сырьем,  входящим  в  состав  для  получения  строительных  битумов,  является  госсиполовая  смола  —  кубовый  остаток  от  дистилляции  жирных  хлопковых  соапстоков  (ТУ  18-УзССР-50-83).  В  госсиполовой  смоле  обнаружено  12  %  азотосодержащих  соединений,  36  %  продуктов  превращения  госсипола,  сохранившего  нафтольные  гидроксилы  и  52%  жирных  и  оксижирных  кислот  в  виде  лактонов.  Госсипол  химически  активен  и  проявляет  ярко  выраженные  кислотные  свойства,  способен  реагировать  и  как  фенольное,  и  как  альдегидное  соединение.  Альдегидные  группы  сообщают  ему  свойства,  характерные  для  этого  класса  соединений.  Однако,  одновременное  присутствие  -ОН  и  -С(О)Н-групп  и  их  взаимное  влияние  несколько  изменяют  свойства  госсипола  как  фенола  и  альдегида.  Как  сильная  двухосновная  кислота  госсипол  образует  нейтральные  соли  в  разбавленных  водных  растворах  щелочей.

Для  получения  термоокисленную  смолу,  госсиполовую  смолу  термоокисляли  кислородом  воздуха  при  температуре  250—260⁰С  в  течение  120  мин,  при  постоянном  перемешивании  загружали  пластификатора  —  резиновую  крошку  —  отхода  изношенных  покрышек  (размером  до  1  мм)  и  дали  выдержку  30  мин  для  набухания  деструкции  крошки  в  госсиполовой  среде,  затем  постепенно  добавляли  кубовый  осадок  моноэтаноламиновой  очистки,  после  его  равномерного  распределения  по  объему  добавляли  —  строительную  негашеную  известь  и  перемешивают  до  момента  окончания  газовыделения,  затем  в  процессе  охлаждения  массы  кислородом  воздуха  до  135⁰С  добавляли  остальное  количество  модификатора,  а  именно  мочевину  и  уротропин,  выдерживали  массу  до  завершения  газовыделения.

В  составе  госсиполовой  смолы  присутствуют  также  полифенолы,  углеводороды,  азот-  и  фосфорсодержащие  соединения  —  реакционноспособными  с  высокими  комплексообразующими  свойствами,  а  также  продукты  превращения  госсипола.  Добавление  к  составу  мочевины  и  уротропина  делает  продукты  модификации  госсиполовой  смолы  термо-,  хемо-  и  коррозионно-устойчивыми.  Она  во  многих  отношениях  с  успехом  может  заменить  дорогостоящие  нефтяные  битумы,  дефицит  которых  ощущается  с  каждым  годом.  При  этом  введение  уротропина  и  мочевины,  проявляющее  в  предлагаемом  составе  комплексообразующие  свойства  позволяет  упорядочить  и  упрочнить  структуру  поликонденсированных  молекул.  В  результате  такого  взаимодействия  всех  составляющих  ингредиентов,  полученный  из  этого  состава  продукт  приобретает  свойства  необходимые  для  строительных  битумов:  уменьшение  глубины  проникания  иглы,  водонасыщенности,  увеличение  температуры  размягчения  и  вспышки,  что  приводит  к  достижению  поставленной  задачи  —  повышению  пожаробезопасности,  водостойкости,  коррозионостойкостью  и  твердости  покрова.

Таким  образом,  повышаются  физико-механические  характеристики  битумно-резиновой  композиций  на  основе  госсиполовой  смолы  —  расширяется  температурный  интервал  пластичности,  увеличивается  морозостойкости,  устойчивость  к  циклическим  деформациям  при  отрицательных  температурах,  повышается  срок  их  службы.