Анотація до роботи:

Моравський В.С. Розроблення основ технології модифікації пінополістирольних відходів для переробки у в’язкотекучому стані. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.06 – технологія полімерних і композиційних матеріалів. – Національний університет “Львівська політехніка”, Львів, 2009.

Дисертація присвячена розробленню основ технологій модифікації пінополістирольних відходів полівінілпіролідоном завдяки його сорбції з рідинних середовищ з одночасним вивільненням газової фази та одержання сумішей ущільнених модифікованих матеріалів з полікапроамідом, придатних до переробки у в’язкотекучому стані за неускладненими технологіями для виготовлення виробів загальнотехнічного, електротехнічного та конструкційного призначення.

Встановлені кінетичні закономірності вивільнення газової фази в умовах сегментальної рухливості полістиролу в рідинних середовищах залежно від природи середовища, температури і таких технологічних характеристик пінополістиролу, як уявна густина і ступінь подрібнення. Виявлено, що на закономірності сорбції макромолекул ПВП пінополістиролом впливає природа середовища, температура, концентрація та молекулярна маса ПВП.

Досліджені реологічні властивості сумішей полікапроаміду з модифікованим ППС в умовах деформації зсуву при різних температурах, встановлений вплив кількості та природи додатку на технологічні властивості модифікованих матеріалів, на характер надмолекулярних структур, фізико-механічні, теплофізичні та сорбційні властивості одержаних матеріалів.

На основі проведених досліджень розроблено технологічну схему процесу модифікації пінополістиролу під час його дегазації, розроблені основні технологічні стадії та обґрунтовано технологічні параметри процесу виготовлення литтям під тиском виробів різноманітного призначення з сумішей полікапроаміду з модифікованим ППС.

1. Розроблені основи технологій ущільнення пінополістиролу з одночасною фізичною модифікацією в розчинах полівінлпіролідону, а також одержання сумішей ущільненого полістирольного модифікату з полікапроамідом у в’язкотекучому стані та виготовлення виробів електротехнічного і конструкційного призначення на їх основі литтям під тиском.

2. Вперше встановлено, що найбільший ступінь ущільнення пінополістиролу досягається при використанні бутанольних середовищ і становить 94 – 97 % внаслідок високої сегментальної рухливості макромолекул полістиролу. З використанням критеріїв подібності розрахована швидкість осідання ущільнених частинок пінополістиролу в бутанольних середовищах залежно від його уявної густини та ступеня подрібнення, що дозволило обґрунтувати конструктивні особливості та геометричні розміри реактора.

3. Вперше встановлено, що модифікація полівінілпіролідоном пінополістиролу під час його дегазації в рідинних середовищах відбувається внаслідок сорбції макромолекул ПВП, що сприяє їх рівномірному розподілу на молекулярному рівні в полістирольній матриці. Виявлено, що величина сорбції залежить від конформацій та структурних параметрів макромолекул ПВП, які в значній мірі визначаються природою розчинника, температурою, концентрацією та молекулярною масою ПВП. Встановлені раціональні технологічні параметри процесу модифікації (середовище – 5 %-ий бутанольний розчин ПВП, температура – 363 К, час – 1-1,5 хв.) та виявлений їх вплив на структуру і властивості полістирольного модифікату.

4. Обґрунтовані стадії та розроблена принципова технологічна схема процесу модифікації ППС полівінілпіролідоном з розчину і обґрунтовано рекомендації щодо здійснення технологічного процесу за неперервною схемою з використанням реактора-модифікатора спеціальної конструкції. Розроблено лабораторний та тимчасовий технологічний регламенти і виготовлена експериментальна партія модифікату, на основі якого на ТзОВ „Ламела” литтям під тиском виготовлені вироби загальнотехнічного призначення з високими експлуатаційними показниками.

5. Дослідженнями ДСК, ДМТА, рентгенографічного аналізу встановлена сумісність у в’язкотекучому стані між полікапроамідом і модифікованим пінополістиролом внаслідок рівномірного розподілу макромолекул ПВП в полістирольній матриці та міжмолекулярних взаємодій між функціональними групами ПВП і полікапроаміду. Встановлено, що модифікований ППС у кількості 1-4% понижує технологічну усадку при литті під тиском полікапроаміду у 2,5-4 рази та водопоглинання в 1,5-2,5 рази, а міцність при розриванні, поверхнева твердість та теплостійкість полікапроаміду зростають на 5-10 %.

6. Розроблена технологія одержання у в’язкотекучому стані однорідних матеріалів на основі полікапроаміду з додатками ущільненого полістирольного модифікату. Обґрунтована технологічна схема і встановлені раціональні режими та параметри переробки модифікованого полікапроаміду у вироби литтям під тиском: температура розтопу – 513-518 К, температура форми – 318-333 К, час охолодження – 5-10 с.

7. Промисловими випробуваннями підтверджена технологічність та ефективність використання матеріалів на основі полікапроамід – модифікований ППС для виготовлення литтям під тиском виробів електротехнічного призначення (виріб „Обмоткотримач двигуна” — завод „Електропобутприлад”) та конструкційного призначення (виріб „Втулки шарнірної пари” – підприємство „Браш”) з підвищеними експлуатаційними показниками і високою стабільністю розмірів.

Основний зміст дисертації викладено в таких працях:

1. Вплив компатибілізаторів на властивості полістиролвмісних сумішей / А.Б. Тарнавський, В.С. Моравський, В.Є. Левицький, М.Л. Шекета // Вісник НУ “Львівська політехніка”. Хімія, техн. речовин та їх застосування. - 2006. - № 553. – С. 303-306. (Особистий внесок автора полягає у встановленні температур фазових переходів та у проведенні мікроскопічних досліджень).

2. Aspekty technologiczne procesu recyklingu odpadow z materialow spienionych na przykladzie PS / O. Suberlak, W. Lewicki, W. Morawski, A. Tarnawski, P. Postawa // Postep w przetworstwie materialow polimerowych. - 2006. – P. 263-267. (Дослідження температурно-часових параметрів процесу дегазації пінополістиролу).

3. Полімерні композицій з відходів полістиролу. Технологічні особливості одержання / О.В. Суберляк, В.Є. Левицький, В.С. Моравський, А.Б. Тарнавський // Хімічна промисловість України. – 2006. – №6. – С. 13-16. (Дослідження реологічних властивостей сумішей полістирол-полівінілпіролідон та величини технологічної усадки матеріалів на їх основі).

4. Левицький В.Є. Модифікація пінополістиролу полівінілпіролідоном у водних та спиртових розчинах / В.Є. Левицький, В.С. Моравський, О.В. Суберляк // Вопросы химии и химической технологии. – 2007. – № 3. – С. 100-103. (Дослідження величини сорбції полівінілпіролідону пінополістиролом в процесі дегазації).

5. Морфологічні особливості сумішей полістирол – полівінілпіролідон / О.В. Суберляк, В.Є. Левицький, А.Б. Тарнавський, В.С. Моравський // Вісник Київського національного університету технологій та дизайну. – 2007. – № 4 – С.134-139. (Одержання сумішей полістирол-полівінілпіролідон та дослідження їх морфології інструментальними методами).

6. Моравський В.С. Вплив природи розчинника на модифікацію пінополістиролу полівінілпіролідоном в розчинах / В.С. Моравський, В.Є. Левицький, А.Б. Тарнавський // Вісник НУ “Львівська політехніка”. Хімія, техн. речовин та їх застосування. - 2007. - № 590. – С. 360-362. (Дослідження величини граничної сорбції ПВП та швидкості дегазації пінополістиролу в бінарних розчинниках).

7. Моравський В.С. Модифікований пінополістирол. Експлуатаційні властивості конструкційних матеріалів / В.С. Моравський, В.Є. Левицький, О.В. Суберляк // Хімічна промисловість України. – 2008. – №4. – С. 50-54. (Дослідження теплофізичних властивостей модифікованих поліамідних матеріалів).

8. Suberlak O. Recykling modyfikacyjny styropianu i wytwarzanie materiaw konstrukcyjnych o maym skurczu technologicznym / O. Suberlak, W. Lewicki, W. Morawski // Materiay polimerowe. - 2008. – Czstochowa. - P. 211-218. (Проведення мікроскопічних досліджень та їх інтерпретація).

9. Моравський В.С. Фізико-механічні властивості композитів на основі поліаміду та модифікованого полістиролу / В.С. Моравський, А.Б. Тарнавський, В.Є. Левицький // Вісник НУ “Львівська політехніка”. Хімія, техн. речовин та їх застосування. - 2008. - № 609. – С. 378-381. (Дослідження кристалічної структури модифікованого поліаміду рентгенографічним аналізом).

10. Моравський В.С., Жуковська У.В. Вторинне використання пінополістиролу // Тези сьомої Всеукраїнської конференції студентів та аспірантів “Сучасні проблеми хімії” (18-19 травня 2006 р.). – Київ: Київський нац. ун-т ім. Тараса Шевченка, 2006. - С. 306.

11. Levytsky V., Moravsky V., Tarnavsky A., Suberlyak O. The creation of materials with special properties on the basis of primary polystyrenes and its waste // Тези IV Українсько-Польської наукової. конференції “Полімери спеціального призначення” (11-14 вересня 2006 р.). - Дніпропетровськ: Укр. держ. хіміко-технол. ун-т, 2006. – С. 96.

12. Моравський В., Левицький В., Суберляк О. Закономірності модифікації пінополістирольних відходів в розчині // Тези п’ятої наукової. конференції. професорсько-викладацького складу інституту прикладної математики та фундаментальних наук (5-6 жовтня 2006 р.). – Львів: НУ “Львівська політехніка”, 2006. – С. 106.

13. Моравский В.С. Улучшение технологических свойств отходов пенополистирола // Материалы ХІV Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных “ЛОМОНОСОВ” (11-14 квітня 2007 р.).– Том 2. - Москва: Московский государственный ун-т им. М.В. Ломоносова, 2007. –– С. 509.

14. Моравський В.С., Тарнавський А.Б., Ганчо А.В. Композиційні матеріали з спеціальними властивостями на основі полістирольних відходів //Тези другої всеукраїнської. науково-практичної. конференції. студентів, аспірантів та молодих вчених (26-28 квітня. 2007 р.). – Київ: Національний технічний ун-т України “Київський політехнічний інститут”, 2007. – С. 136.

15. Моравський В.С., Ганчо А.В., Левицький В.Є. Компатибілізатори для сумішей полімерів на основі полістиролу // Тези доповідей восьмої всеукраїнської конференції студентів та аспірантів “Сучасні проблеми хімії” (21-23 травня. 2007 р.). – Київ: Київський Національний ун-т ім. Т. Шевченка, 2007. – С. 209.

16. Моравський В.С., Левицький В.Є. Морфологічні особливості компатибілізованих полістирольних сумішей // Тези третьої міжнародної науково.-технічної конференції студентів, аспірантів та молодих вчених “Хімія і сучасні технології” (22-24 травня. 2007 р.). – Дніпропетровськ: Державний. виший навчальний заклад “Український державний хіміко-технологічний університет”, 2007. – С. 115.

17. Моравський В.С., Левицький В.Є., Тарнавський А.Б., Суберляк О.В. Особливості сорбції функційноактивних полімерів на пінополістиролі // Праці Одинадцятої наукової конференції “Львівські хімічні читання - 2007” (30 травня – 1 червня 2007 р.). – Львів: Львів-ий. нац. ун-т ім. І. Франка, 2007. – С. Т11.

18. Моравський В.С., Тарнавський А.Б., Левицький В.Є., Суберляк О.В. Вплив полімерних додатків на структурні особливості полістирольних сумішей // Матеріали 27 міжнародної конференції “Композиционные материалы в промышленности” (28 травня-1 червня 2007 р.). – Ялта: Український інформаційний Центр “Наука. Техніка. Технологія”, 2007. – С. 229-230.

19. Моравський В.С., Левицький В.Є., Суберляк О.В. Шляхи вторинного використання пінополістирольних відходів // Тези четвертої науково-технічної конференції “Поступ в нафтогазопереробній та нафтохімічній промисловості” (11-14 вересня 2007 р.). – Львів: НУ “Львівська політехніка”, 2007. – С. 254-255.

20. Суберляк О.В., Левицький В.Є., Моравський В.С., Тарнавський А.Б. Вплив ПВП як технологічного додатку на властивості та структуру полістиролу // Тези одинадцятої української конференції з високомолекулярних сполук (1-5 жовтня 2007 р.). – Дніпропетровськ: Державний виший навчальний заклад “Український державний хіміко-технологічний університет”, 2007. – С. 194.

21. Моравський В.С., Бурчак Т.М. Вплив умов експлуатації на фізико-механічні властивості поліамід-полістирольних композитів // Тези першої міжнародної конференції студентів, аспірантів та молодих вчених з хімії та хімічної технологій (Київ, 23-25 квіт. 2008 р.). – Київ: Національний технічний ун-т України “Київський політехнічний інститут”, 2008. – С. 221.

22. Моравський В.С., Левицький В.Є., Бурчак Т.М. Вплив температури та природи розчинника на структурні параметри макромолекул полівінілпіролідону // Тези четвертої відкритої конференції молодих вчених з високомолекулярних сполук (30 вересня-3 жовтня 2008 р.). – Київ: Інститут хімії високомолекулярних сполук НАН України, 2008. – С. 88.

23. Пат. 80518 Україна, МПК С 08 J 11/08 Спосіб підготовки пінополістиролу до вторинного використання / Суберляк О.В., Левицький В.Є., Моравський В.С.; заявник і патентовласник Національний університет “Львівська політехніка”. - заявл. 12.12.2006; опубл. 25.09.2007, Бюл. № 15. (Дослідження величини сорбції ПВП пінополістиролом).

24. Пат. 84321 Україна, МПК С 08 J 11/18 Спосіб підготовки пінополістиролу до вторинної переробки / Суберляк О.В., Левицький В.Є., Моравський В.С.; заявник і патентовласник Національний університет “Львівська політехніка”. - заявл. 29.09.2006; опубл. 10.10.2008, Бюл. № 19. (Дослідження закономірностей ущільнення пінополістиролу та проведення аналізу патентних матеріалів).

25. Рішення на видачу патенту на корисну модель № 12978/1 від 03.09.2008 за заявкою № u 2008 05747; МПК C 08 L 77/00 „Поліамідний матеріал” / Суберляк О.В., Левицький В.Є., Моравський В.С. (Дослідження величини технологічної усадки поліамідного матеріалу).