БЮЛЛЕТЕНЬ ИНФОРМАЦИОННО-КОНСУЛЬТАЦИОННОЙ СЛУЖБЫ МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ, 2001
Выпуск 2-й
КАРБАМИДОФОРМАЛЬДЕГИДНЫЙ ПЕНОПЛАСТ:
ТЕХНОЛОГИИ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ И
ПРИМЕНЕНИЯ
С 1973 г. научно-исследовательская лаборатория по разработке способов хранения с/х продукции с применением вспененных материалов Московской сельскохозяйственной академии им. К.А.Тимирязева занимается разработкой технологий получения и применения карбамидоформальдегидного пенопласта (КФ-пенопласта) в сельском и водном хозяйствах пищевой промышленности, строительстве и т.д.
За 28 лет работы, лабораторией, совместно с другими подразделениями академии, разработаны экологически безопасные, дешевые и очень простые технологии получения, применения и утилизации КФ-пенопласта, основанные на использовании препаратов многотоннажного производства.
КФ-ПЕНОПЛАСТ. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Карбамидоформальдегидный пенопласт представляет собой сетчатый полимер, образующийся при взаимодействии аминных, иминных и метиольных групп макромолекул олигамеров.
Получают КФ-пенопласт путем физического вспенивания сжатым воздухом исходных компонентов при соблюдении их точного дозирования в соответствии с принятой технологической схемой производства.
Свежесформированный пенопласт при выходе из смесителя устройства по его выработке представляет собой “жидкую пену” с объемной массой 40-80 кг/м3. В течение 2-3 мин происходит “схватывание” пены (гелирование) - начало процесса отверждения смолы под действием кислотного катализатора. Дальнейшее отверждение происходит в течение нескольких часов, в зависимости от температуры окружающего воздуха.В процессе отверждения возможна небольшая усадка пенопласта и вытекание (дренаж) из него жидкости. Лабораторией разработана технология, позволяющая снизить кислотное число дренажа до 5 и ниже, т.е. свести повреждение живых тканей и коррозию металлоконструкций практически к нулю. При отверждении КФ-пенопласт содержит большое количество влаги (более 50% от массы пены), которая в зависимости от погодных условий постепенно испаряется в течение нескольких суток.
В воздушно-сухом состоянии КФ-пенопласт должен иметь следующие показатели качества:
№ |
Показатели |
МФП-2 |
МФП-3 |
МФП-4 |
Метод |
1 |
Кажущая плотность в сухом состоянии, кг/ м3 | 15-30 |
15-30 |
15-25 |
ГОСТ
409-77 ТУ6-55-18-88 (п.4.1) |
2 |
Разрушающее напряжение при сжатии КПа, не менее | 15 |
15 |
20 |
ГОСТ
232206-78 ТУ6-55-18-88 (п.4.2) |
3 |
Водопоглощение за 24 часа, см3/м3, не более | 1100 |
800 |
500 |
ГОСТ
20869-75 ТУ6-55-18-88 (п.4.3) |
4 |
Массовая доля выделения формальдегида в расчете на свежесформированный КФП, % не более | - | - |
0.5 |
ТУ 6-55-18-88 (п.4.4) |
5 |
Предел рабочей температуры, ° С |
от - 60 до + 100 |
|||
6 |
Коэффициент теплопроводности в сухом состоянии, не более, ккал/м час° С |
0.030 |
0.030 |
0.030 |
ГОСТ 7076-87 |
7 |
Технологическая усадка, % не более |
15 |
15 |
15 |
Методика ТСХА |
КФ-пенопласт относится к группе трудновоспламенимых материалов. При нагревании более 300 ° С и воздействии открытым пламенем
не горит и обугливается, уменьшаясь в объеме в 70-100 раз, не выделяя ядовитых веществ. Кф-пенопласт не подвергается плесневению, устойчив к органическим растворителям, не разрушается кислотами и щелочами. Попадая в почву, улучшает её структуру и водно-физические свойства, является длительно действующим азотно-фосфорным удобрением. Кроме того, при использовании КФ-пенопласта в качестве мелиоранта и удобрения его можно насыщать другими удобрениями, в т.ч. микроэлементами.
В воздушно-сухом состоянии этот полимерный материал имеет ячеистую структуру, состоящую на 30-40% из закрытых пор и 60-70% - открытых, чем обуславливается его некоторая воздухопроницаемость и водопоглощение. Однако, при необходимости это можно свести практически к нулю используя разработанные нами технологии. В воде пенопласт не набухает и не растворяется.
ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ
Технология получения КФ-пенопласта основана на вспенивании сжатым воздухом растворов исходных компонентов, т.е. получение пены и стабилизации её в результате полимеризации КФ-смолы, распределенной на поверхности пузырьков.Для получения КФ-пенопласта разрешается использовать следующие химические препараты:
- Смолы карбамидоформальдегидные марок КФ-Ж, КФ-О, КФ-Б и другие (ГОСТ 14231-88) и крепители М-1, М-2, М-3 (ТУ 6-05-1596-87).
- Пенообразователи № 3 (ТУ 6-14-508-80, изменение № 1) или ПО-3А (ТУ 38-10923-86).
- Кислоту ортофосфорную термическую марки Б (ГОСТ 10676-76), или кислоту серную (ГОСТ 4204-77).
При выработке КФ-пенопласта используется также вода питьевая (ГОСТ 2874-82) или вода естественных водоемов, а также сжатый воздух (ГОСТ 9.010-80).
Из КФ-смол наиболее подходящими являются КФ-О (малотоксичная), КФ-Б (быстроотвердевающая), КФ-БЖ (быстроотвердевающая, повышенной жизнеспособности), КФ-Ж (повыженной жизнеспособности) по ГОСТ 1423-88.
Самой лучшей и универсальной КФ-смолой для применения в строительстве является крепитель М-3.
Наиболее полно разные варианты технических средств получения КФ-пенопласта описаны нами в технологических инструкциях и рекомендациях, в научно-технической документации на их опытное и серийное производство, которые утверждены соответствующими министерствами, в том числе и Минздравом РФ и СССР.
Производственные и государственные испытания показали, что для выработки КФ-пенопласта, применяемого в агропромышленном комплексе и строительстве, наиболее перспективными являются автопоезда для производства и нанесения КФ-пенопласта АТНП 1.00.00ПЗ, АТНП 5.00. 000ПЭ, РЗ-НПП-60, РЗ-ПНП-70 (держатель технической документации на серийное производство – ТСХА).
При этом могут быть различные модификации указанных автопоездов: 1 – с автономной дизельной электростанцией, устанавливаемой на полуприцепе и питающей электоприводы технического оборудования; 2 – с приводом от внешнего источника электропитания (переменный ток напряжением 330 В и мощностью 40 кВт – с гидроприводом).
Модифицированные установки РЗ-ПНП-70 представляют собой агрегат, состоящий из тягача ЗИЛ 130В1 и полуприцепа, при этом привод технологического оборудования, расположенного па последнем, осуществляется через трансмиссию от двигателя тягача. Техническая характеристика автопоезда РЗ-ПНП-70 представлена следующими показателями: производительность техническая по пенопластовой композиции – не менее 70 куб. М/час, обрабатываемая площадь с одной заправки, при толщине слоя покрытия 100 мм – не менее 1000 м ; время непрерывной работы с одной заправки – не менее 1,5 ч; габаритные размеры 11550 х 2360 х 3610 (мм); масса конструктивная – 12800 кг; масса в снаряженном состоянии 20600 кг; потребляемая мощность – не более 24 кВт; расход топлива (автобензина марки А-76) при выработке КФ-пенопласта 23 л/ч; расход бензина при транспортировке на 100 км – 48 л.
Кроме того, лаборатория может предложить очень простые технические решения для изготовления как стационарных, так и мобильных установок для производства КФ-пенопласта из очень доступных материалов.
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Первоначально исследования проводились по применению КФ-пенопласта при заводском хранении сахарной свеклы в кагатах, а также картофеля в буртах. Областями исследований являлись:
- исследование влияния воздействия КФ-пенопласта и его компонентов на растительные ткани;
- санитарно-гигиенические исследования на содержание формальдегида в растительных объектах, промежуточных и конечных продуктах переработки, воздухе и воде,
- создание новых марок КФ-пенопласта и технологий его применения;
- создание, испытание и доработка устройств для получения и применения КФ-пенопласта.
После получения разрешения на применение КФ-пенопласта в пищевой промышленности (ГАПК СССР, Минздрав СССР, Главное санитарно-эпидемиологическое управление, 1989), сертификационных испытаний оборудовани и др., исследования были продолжены уже в нескольких направлениях с целью расширения сферы применения КФ-пенопласта как в сельском хозяйстве так и в строительстве.
В настоящее время разработаны, испытаны и защищены патентами и авторскими свидетельствами (более 40) следующие технологии применния КФ-пенопласта:
- Укрытие кагатов сахарной свеклы и буртов картофеля при заводском хранении.
- Укрытие буртов капусты, моркови и др. продукции при хранении на плодоовощных базах и объединениях.
- Укрытие курганов и траншей силоса, сенажа, кормовых корнеплодов.
- Применение КФ-пенопласта для подготовки плодоовощной продукции, свежих плодов и овощей к хранению и их транспортировке на большие расстояния без травмирования, подмерзания или наоборот оттаивания, а также хранение длительное время вне хранилищ и холодильников, в т.ч. методом погружения продукции в жидкий КФ-пенопласт.
- Теплоизоляция трубопроводов.
- Применение КФ-пенопласта и КФ-смолы для укрепления скатов и откосов, устройства газонов, в т.ч. по рулонной технологии.
- Использование КФ-пенопласта в качестве
- мелиоранта почв и долгодействующего минерального удобрения, особенно перед промывкой солонцов.
- Использование КФ-пенопласта в качестве растительного субстрата.
- Использование КФ-смолы для укрытия скирд и стогов сена и соломы.
- Укрытие КФ-пенопластом на зиму приствольных кругов плодовых деревьев, укрытие виноградной лозы.
- Изготовление “сэндвич-панелей” на основе КФ-пенопласта.
- Применение КФ-пенопласта при строительстве кирпичных стен с уменьшением использования кирпича на 30-70 % без ущерба для прочности и устойчивости к ветровым (боковым) нагрузкам.
- Строительство легких укрытий полевого типа для различных нужд.
- Изготовление теплоизоляционных оболочек, плит, гранул и других материалов из соломы, опилок, стружек и пр. с использованием КФ-смолы.
- Получение дешевого пенобетона.
- Использование КФ-пенопласта и КФ-смол при строительстве быстросборных хранилищ, холодильников и ледников легкого типа.
И.В. Кобозев, доктор с/х наук, профессор, изобретатель СССР
С.А. Попов, научный сотрудник МСХА
Главная страница | Цели и задачи | Наш коллектив | Календарь | Семинары | Информация | Филиалы
Материалы | Партнеры | Ссылки | Обратная связь | Кафедра | Фотоархив | Дистанционное обучение