Анотація до роботи:

Невинський О.Г. Вермикуліто-силікатний теплоізоляційний матеріал підвищеної міцності. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.11 – технологія тугоплавких неметалічних матеріалів. – Національний університет “Львівська політехніка”, м. Львів, 2008.

Дисертація присвячена розробленню технології теплоізоляційного матеріалу підвищеної міцності для суднобудування. Обґрунтовано вибір компонентів, а саме силікатного в‘яжучого, спученого вермикуліту та затверджувача, встановлено оптимальне їх співвідношення в суміші.

Вивчено вплив сипких та волокнистих заповнювачів, гідрофобізаторів, модифікаторів на процеси взаємодії між компонентами та властивості ВСМ.

Методами РФА, ІЧС, ДТА, ЕМА показано структурні та фазові перетворення в процесі термообробки суміші з модифікуючими додатками.

Розроблено і впроваджено технологічну схему промислового виробництва плит теплоізоляційного матеріалу. Наведено результати промислових випробувань.

1. Теоретично обґрунтовано і експериментально реалізовано новий напрямок у технології вермикуліто-силікатних матеріалів, в основу якого покладена концепція поліпшення термомеханічних властивостей і підвищення експлуатаційної надійності шляхом використання в‘яжучої композиції на основі рідкого скла та безводного натрію силікату (тонкомолотої силікат-брили (ТБС)).

2. Гіпотетичні моделі формування макроструктур композиційного в‘яжучого з ТБС та вермикулітно-силікатного композиту на його основі, побудовані нами, пояснюють схему омонолічування композиту меншою кількістю активного компонента в‘яжучого (20…25 мас.% Na₂SiO₃) з одночасним зміцненням матеріалу і полягають у взаємодії в‘яжучого та заповнювача, формування довгих ланцюгів кремнієвого полімеру та утворення „стиснутої структури”.

3. Магнію хлорид та алюмінію сульфат придатні для одержання негорючих вермикуліто-силікатних плит із підвищеними фізико-механічними властивостями. Завдяки здатності цих сполук зв‘язувати лужні іони з утворенням нерозчинних гідроксидів відбувається зменшення рН середовища, виділення більшої кількості гелю Si(OH)₄ та зменшення вилуговування. Крім цього відбувається заповнення пор матеріалу продуктами гідролізу і одержання монолітної структури.

4. В процесі термопресування суміші вермикуліту та рідкого скла в зоні їх контакту відбувається хімічна взаємодія з утворенням алюмосилікатів, що дає змогу уникнути створення напруг та одержати матеріал підвищеної міцності.

5. Оптимальним складом композиційного матеріалу, який забезпечує міцність 4,5…5,0 МПа (марка ВСМ-500), є ( мас.%): спучений вермикуліт 50…60; базальтове волокно 5…8; рідке натрієве скло 20…24; гідрофобізатор (Л-134-96) 0,5…1; силікат-брила 7…8; кріоліт 5…10.

6. Розроблена і запропонована технологічна схема виготовлення плит вермикуліто-силікатного матеріалу, яка включає дозування компонентів, змішування, формування прес-килиму, термопресування та сушіння плит, легко адаптується до виробництв, оснащених пресовим обладнанням.

7. Технологія композиційного вермикуліто-силікатного матеріалу є технологічно простою і економічно доцільною, оскільки базується на використанні дешевої нетоксичної сировини, включає екологічно чисті процеси. Експлуатаційні властивості матеріалу є високими і в більшості показників переважають існуючі аналоги. Застосування розробленого матеріалу дасть змогу підвищити надійність конструкцій на суднах, зменшити в 2 рази собівартість порівняно зі зразками світових аналогів.

Публікації автора:

1. Невинський О.Г. Оптимізація складу і технології одержання вермикуліто-силікатного конструкційного матеріалу / Невинський О.Г., Матвієнко В.М., Кельина С.Ю. // Вісник НТУ “ХПІ”. Тематичний випуск “Хімія, хімічна технологія та екологія”. Харків: НТУ “ХПІ”. 2004. №34. – С. 142-148.

Автором запропоновано вибір сировинних матеріалів і оптимізовано склад теплоізоляційного матеріалу.

2. Невинський О.Г. Вдосконалення в’яжучого для одержання вермикуліто-силікатного матеріалу / Невинський О.Г., Кельина С.Ю., Гивлюд М.М. // Вісник Одеської державної академії будівництва та архітектури, Вип. 20. 2005. С. 284-287.

Автором проведено дослідження модифікаторів силікатного в‘яжучого.

3. Невинський О.Г. Композиційне в’яжуче для одержання вермикуліто-силікатного матеріалу / Невинський О.Г. // Вісник Одеської державної академії будівництва та архітектури, Вип. 23. 2006. С. 238-243.

Автором визначено вміст додатків та властивості вермикуліто-силікатного в‘яжучого.

4. Невинський О.Г. Тонкомолота силікат-брила, як компонент композиційного в’яжучого / Невинський О.Г. // Вісник національного технічного університету “ХПІ”. Збірник наукових праць. Тематичний випуск “Хімія, хімічна технологія та екологія”. Харків: НТУ “ХПІ”. 2007. № 26. С. 21-27.

Здобувачем запропоновано використання тонкомолотої силікат-брили, визначено властивості та структуру матеріалу.

5. Невинський О.Г. Удосконалення вермикуліто-силікатного матеріалу /Невинський О.Г., Гивлюд М.М., Вахула Я.І. // Вісник Національного університету “Львівська політехніка”. Тематичний випуск “Хімія, технологія речовин та їх застосування”. - Львів: Видавництво НУ “Львівська політехніка”. 2007. – № 590. С. 340-345.

Автором вивчено вплив різного роду додатків-модифікаторів на властивості ВСМ.

6. Невинський О.Г. Композитний вермикуліт-силікатний матеріал із застосуванням мінеральних імпрегнантів / Невинський О.Г., Вахула Я.І. // Вісник Одеської державної академії будівництва та архітектури, Вип. 29, частина 2. 2008. С. 268-282.

Здобувачем запропоновано імпрегнування матеріалу, як засіб зміцнення і зміну структури матеріалу, визначено його властивості.

7. Патент 37776 А Україна, МПК⁷ СО4В28/26, ЕО4В1/74. Спосіб виготовлення конструкційно-оздоблювального матеріалу та композиція, яка призначена для використання в способі / В. Д. Пугачов, Ю. А. Пасько, Е. В. Вольский, О. Г. Невинський, В. А. Купрієвич (Україна); власник ДП „Добудова” ВАТ „УкрНДІТС”. – №2000042142; заявлено 14.04.00; опубл. 15.05.01. – К: Промислова власність. – 2001. – № 4.

Автором запропоновано вибір складу композиції для виготовлення ВСМ.

8. Патент 54130 А Україна, МПК⁷ СО4В28/26, ЕО4В1/74 Спосіб виготовлення конструкційно-оздоблювального матеріалу та композиція, яка призначена для використання в способі /О. Г. Невинський (Україна); власник УДМТУ ім. адмірала Макарова. – №2002054146; заявлено 21.05.02; опубл. 17.02.03. – К: Промислова власність. – 2003. – № 2.

Здобувачем запропоновано режими формування ВСМ.

9. Патент 75451 Україна, МПК(2006) СО4В 28/26, ЕО4В 1/74. Спосіб виготовлення конструкційно-оздоблювального матеріалу та композиція та композиція для його виготовлення /О. Г. Невинський, С. Ю. Кельїна (Україна); власник УДМТУ ім. адмірала Макарова. – №2004032084; заявлено 22.03.04; опубл. 17.04.06. – К: Промислова власність. – 2006. – № 4.

Автором встановлено оптимальний вміст модифікаторів та режим формування ВСМ.

10. Патент на корисну модель 18344 Україна, МПК(2006) СО4В 28/26, ЕО4В 1/74. Спосіб виготовлення конструкційно-оздоблювального матеріалу / О. Г. Невинський, М. М. Гивлюд, С. Ю. Кельїна (Україна); власник Нац. ун-т кораблебудування ім. адмірала Макарова. – № u 2006 03594; заявлено 03.04.06; опубл. 15.11.06. – К: Промислова власність. – 2006. – № 11.

Здобувачем встановлено параметри промислового технологічного режиму виготовлення ВСМ.

11. Патент на корисну модель 20430 Україна, МПК(2006) СО4В 28/26, ЕО4В 1/74. Композиція для виготовлення конструкційно-оздоблювального матеріалу / О. Г. Невинський (Україна); власник Нац. ун-т кораблебудування ім. адмірала Макарова. – № u 2006 08925; заявлено 15.08.06; опубл. 15.01.07. – К: Промислова власність. – 2007. – №1.

Здобувачем встановлено склад ВСМ та вміст силікат-брили в композиції.

12. Патент на корисну модель 20431 Україна, МПК(2006) СО4В 28/26, ЕО4В 1/74. Композиція для виготовлення конструкційно-оздоблювального матеріалу / О. Г. Невинський, М. М. Гивлюд, С. Ю. Кельїна (Україна); власник Нац. ун-т кораблебудування ім. адмірала Макарова. – № u 2006 08926; заявлено 10.08.06; опубл. 15.01.07. – К: Промислова власність. – 2007. – №1.

Здобувачем запропоновано склад ВСМ з додаванням імпрегнантів.

13. Невинський О.Г. Розробка та впровадження негорючого конструкційно-оздоблювального матеріалу широкого спектру використання / Невинський О.Г., Пугачов В.Д., Пасько Ю.А.., Вольский Е.В. // Матеріали міжнародної конференції «Кораблебудування: освіта, наука, виробництво”, т.2, Миколаїв, ДМТУ, 2002. С.115.

Здобувачем показано ефективність використання ВСМ як теплоізоляції стін суднових приміщень.

14. Невинський А.Г. Конструкционно-отделочный материал с использованием отходов переработки льна / Невинський А.Г., Кельина С.Ю. // Материалы международного конгресса по управлению отходами. «Вэйст ТЭК 2003», Москва, 2003 г, С. 202-203 (рус.), (456-457 англ.).

Здобувачем запропоновано використання в складі ВСМ відпадків переробки льону.

15. Невинський О.Г. Вермикуліто-силікатний конструкційно-оздоблювальний матеріал / Невинський О.Г., Матвієнко В.М., Кельина С.Ю. // Матеріали науково-технічної конференції “Перспективні напрямки розвитку науки і технології тугоплавких неметалевих і силікатних матеріалів”, Дніпропетровськ, ДХТУ, 2003. С. 85-86.

Здобувачем представлено склад та властивості вермикуліто-силікатного матеріалу, визначено шляхи його використання.

16. Невинський О.Г. Композитний матеріал на вермикуліто-силікатній основі / Невинський О.Г., Матвієнко В.М., Кельина С.Ю. // Матеріали ІІІ Міжнародної науково-технічної конференції “Композитні матеріали” Київ, “Політехніка”, 2004. С. 51.

Здобувачем встановлено оптимальні характеристики рідкого скла та вермикуліту для одержання композиції високої міцності.

17. Конструкційно-оздоблювальний матеріал для формування суднових приміщень / Невинський О.Г., Кельина С.Ю., Пугачов В.Д. та ін. // Материалы третей международной научно-практической конференции “Морские технологии: проблемы и решения”, Керчь, 2004. С. 81-82.

Здобувачем запропоновано та визначено основні модифікаційні додатки до силікатного в‘яжучого.

18. Негорючий конструкційно-оздоблювадьний матеріал для формування суднових приміщень / Невинський О.Г., Кельина С.Ю., Пугачов В.Д. та ін. // Материалы международной научно-технической конф. «Безопасность мореплавания и ее обеспечение при проектировании и постройке судов (БМС-2004)». Николаев, НУК, 2004. С. 94-95.

Автором визначено теплофізичні властивості ВСМ та запропоновано використання в суднобудівництві.

19. Невинський О.Г. Впровадження композиційних теплоізоляційних і конструкційних матеріалів спеціального призначення як досконалий шлях енергозбереження / Невинський О.Г., Кельина С.Ю., Матвієнко В.М. // Матеріали міжнародної науково-технічної конференції “Муніципальна енергетика: Проблеми, рішення”, Миколаїв, 2005. С. 154-158.

Здобувачем показано шляхи енергозбереження при використанні ВСМ як теплоізоляційного.

20. Невинський О.Г. Вермикуліто-силікатний матеріал з використанням мінеральних волокон // Материалы 4-ой международной научно-технической конференции “Проблемы экологии и энергосбережения в судостроении”, Николаев, 2005. С. 228

Здобувачем вивчено вплив армуючих волокон на основні властивості ВСМ.