Разработка, получение и исследование свойств опытных образцов пористых материалов полифункционального назначения, получаемых на основе отходов экологического стекольного боя

Отчет содержит 96 с., 31 рис., 7 табл., 19 источн., 7 приложений ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ, ПЕНОСТЕКЛО, МОДИФИКАЦИЯ СОСТАВОВ, ВЫБОР И АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ МОДИФИКАТОРОВ, МАТРИЦА ЭКСПЕРИЕМЕНТАЛЬНЫХ СОСТАВОВ СЫРЬЯ, ИЗГОТОВЛЕНИЕ БАЗОВОГО И МОДИФИЦИРОВАННОГО СЫРЬЯ, ПОЛУЧЕНИЕ ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ, СВОЙСТВА ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ, СООТВЕСТВИЕ СВОЙСТВ ПОЛУЧЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРОГНОЗИРУЕМЫМ, ИНТЕГРАЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА Целью работы являлось разработка технологии материала полифункционального назначения из отходов экологического стекольного боя. Отличительной особенностью предложенных технологических решений является стабилизация химического состава и свойств экологического стекольного боя путем механохимической активации, а модификация составов сырья определенными химическими соединениями обеспечивает в конечном итоге получение материалов с прогнозируемыми свойствами. Методологической основой для стабилизации и модификации состава сырья, получаемого из экологического стекольного боя, послужила методология проектирования композитных материалов, где свойства конечного продукта прогнозируются как сумма или произведение свойств отдельных компонентов системы. При выполнении априорной части НИОКР произведен прогноз способности определенных химических соединений модифицировать структуру и свойства базового сырья, представленного стекольными вяжущими суспензиями, получаемыми из отходов экологического стекольного боя, в результате которого была разработана матрица эксперимента, включающая 54 вещественных состава модифицированного сырья. Для получения экспериментальных партий сырья и образцов материалов использовалось оборудование, приближенное по своим характеристикам к промышленному, а математическая обработка результатов зависимостей показателей эксплуатационных свойств от определяющих их параметров, позволит оперативно оптимизировать их значения с учетом фактора масштабности при внедрении разработанных технологических решений в промышленное производство. В результате выполнения экспериментальной части НИОКР установлены все значения технологических параметров, обеспечивающих получение материалов теплоизоляционного, конструкционно-теплоизоляционного и конструкционного назначения, показатели коэффициента теплопроводности (λ) и термического сопротивления (r) для которых соответственно имеют следующие значения: λ1= 0,055 Вт/(м•ºК), r1= до 0,364 (м2•ºК)/Вт, λ2= 0,062 Вт/(м•ºК), r2= до 0,322 (м2•ºК)/Вт и λ3= 0,091 Вт/(м•ºК), r3= до 0,222 (м2•ºК)/Вт. Высокая степень сходимости прогнозируемых значений свойств с экспериментально определенными, свидетельствует о высоком качестве выполненных в рамках НИОКР теоретических и практических исследований, на базе которых для реализации этих результатов в промышленное производство разработана детальная технологическая схема, оборудование для которой может поставляться только отечественными производителями. При внедрении предложенной технологии технико-экономическая эффективность будет определяться следующими доказанными при выполнении НИОКР фактами: доступностью и относительной дешевизной сырьевой базы, формируемой при извлечении невозвратного стекольного боя из ТКО, малозатратным процессом стабилизации свойств сырья, пониженными энергетическими затратами на процессы, вариативностью производства материалов с различными показателями свойств в условиях одной аппаратурно-технологической схемы производства, решением ряда проблем экологии в соответствие документу Постановление Правительства РФ от 12 октября 2020 г. N 1657 "О единых требованиях к объектам обработки, утилизации, обезвреживания, размещения твердых коммунальных отходов", а разработанные в результате НИОКР материалы находятся в перечне плана по разработке мероприятий по импортозамещению в промышленности строительных материалов (изделий) и строительных конструкций Российской Федерации, шифр 17ПСМ6, ОКПД2 22.21.3 23.19.12 «Жесткие, слабогорючие или негорючие теплоизоляционные строительные материалы». Отдельно следует резюмировать, что научно-технический уровень выполненной НИОКР в сравнении с исследованиями, проводимыми в данной предметной области, является высоким, что определяется грамотной формулировкой проблемы, найденными теоретическими и экспериментальными методами исследований, а полученные РИД уже защищены 3-мя заявками на ноу-хау «Способ получения теплоизоляционного пористого материала из боя стекла» регистрационный номер 622033100106-0, «Способ получения конструкционно-теплоизоляционного пористого материала из боя стекла» регистрационный номер 622033100105-3, «Способ получения конструкционного пористого материала из боя стекла» регистрационный номер 622033100104-6 и будут использованы для подачи заявки на патентование разработанных технологических решений.