ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЯДОХИМИКАТОВ НА СВОЙСТВА ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

АННОТАЦИЯ

В статье показано впервые влияние ядохимикатов на крупногабаритные резервуары из композиционных материалов на основе полиэтилена, полипропилена и поликапромида для агрегатов машин по химической обработке хлопчатника.  Физико-химические свойства и структура ингредиентов, которые изучены методами химического анализа показали, что из испытанных материалов низкую степень набухания имеет стабилизированный полиэтилен. Константа скорости набухания этого полимера минимальна.

ABSTRACT

The article shows for the first time the influence of pesticides on large tanks made of composite materials based on polyethylene, polypropylene and polycapromide for machine units for the chemical processing of cotton. The physicochemical properties and structure of the ingredients, which were studied by chemical analysis methods, showed that of the tested materials, stabilized polyethylene has a low degree of swelling. The swelling rate constant of this polymer is minimal.

Ключевые слова: ядохимикаты, композиционные материалы, резервуары, степень набухания.

Keywords: pesticides, composite materials, reservoirs, degree of swelling.

В настоящее время в мире спрос на химические препараты очень высок и предпосевная обработка семян является важной задачей сельхозкультур [1,2]. Применяемые в хлопководстве машины для химической обработки позволяют для этой цели вносить ядохимикаты, гербициды и т.п. при посеве хлопчатника, а также выполнять работы по дефолиации и десификации хлопчатника [3].

Однако, использование таких агрессивных технологических сред, необходимых по технологии возделывания хлопчатника, выдвигает задачу борьбы с коррозией в сельскохозяйственных машинах и создание деталей из химически стойких материалов. Эта задача особенно актуальна для резервуаров машин по химической обработке растений. Специфика условий эксплуатации, изготовления и монтажа резервуаров для ядохимикатов машин по химической обработке хлопчатника, необходимость совершенствования этой техники выдвинули важную комплексную научно-техническую задачу разработки наиболее эффективного материала, технологии изготовления, оборудования для изготовления резервуаров из композиционных полимерных материалов, которая является весьма актуальной задачей.

В этом аспекте несомненный научно-практический интерес представляет разработка полимерных композиций и высокоэффективной технологии изготовления крупногабаритных резервуаров методом ротационного формования из композиционных полимерных материалов для агрегатов машин по химической обработке хлопчатника, обеспечивающие им высокие физико-механические и эксплуатационные свойства и долговечность.

Целью исследования является разработка полимерных композиций и высокоэффективной технологии изготовления крупногабаритных резервуаров методом ротационного формования из композиционных полимерных материалов для агрегатов машин по химической обработке хлопчатника, обеспечивающие им высокие физико-механические и эксплуатационные свойства и долговечность.

Физико-механические и эксплуатационные свойства, разрабатываемых композиционных полиэтиленовых материалов и резервуаров, были определены методами в соответствии с требованиями, принятых в СНГ ГОСТов.

В качестве объектов исследования нами были выбраны следующие полимерные материалы (ПМ) – полиэтилен средней плотности ПЭСП - R-0333-U MDPE, ПЭСП- R-0338-U MDPE, ПЭСП- R-0348-U MDPE, полипропилен и полиамид в растворах ядохимикатов, используемых при возделывании хлопка. Воздействие агрессивной среды на полимер сводится к трем основным процессам - диффузии, набуханию и химическим реакциям. Показателями сопротивляемости полимерных материалов воздействию ядохимикатов являются изменения таких свойств полимеров, как прочность, долговечность и др. Химическую стойкость оценивали по степени набухания a и по константе скорости набухания полиэтилен К.

На рисунке представлена зависимости a для различных полимерных материалов в зависимости от времени выдержки в бутифосе и хлорате магния.

В результате проведенных исследований показано, что из испытанных материалов низкую степень набухания имеет стабилизированный полиэтилен с 0,1% ным диафеном НН и 0,8% ным бензоном ОА. Константа скорости набухания этого полимера минимальна. По показателям интенсивности объемной сорбции для этого вида материала отмечены сравнительно высокие значения К в бутифосе и хлорат магния. Существенно, что абсолютные значения сорбции во всех случаях крайне малы. Так, через 500 часов контакта с бутифосом стенки 200 литрового резервуара из ПЭНП- 6803 и машины ПГС-2 сорбируют около 0,2-0,6 % от массы первоначально взятой жидкости.

В таблице показаны константы набухания полимерных материалов в растворах ядохимикатов.

1 – ПЭНП – 16803-070; 2 – ПЭНП- 176-14; 3 – ПЭНП- 2209-03; 4–полипропилен; 5 - поликапроамид

Рисунок. Зависимость степени набухания полимерных материалов от времени выдержки в бутифосе (сплошная) и хлорате магния (штриховая)

Набухание полимеров (табл.) в исследованных ядохимикатах – минимальное в случае ПЭНП-176114 максимальное для поликапроамида. Однако, при этом происходит изменение ряда физико-механических показателей, важных при прогнозировании эксплуатационной долговечности пластмассовых изделий конструкционного назначения.

Таблица.

Константы набухания полимерных материалов в растворах ядохимикатов

Примечание: в числителе значения , в знаменателе К10⁸, гсм^-3с^-1.

Средний коэффициент сохранения физико-механических свойств при константах скорости набухания К=(0,1…..0,3) 10^-5 сек^-1 составляет 0,09. Набухание полимера в ядохимикатах весьма мало (не более 0,6% от массы залитого раствора в резервуар машины ПГС-2,4Б). А это показывает, что при набухании путь прохождения ядохимикатов в глубь матрицы замедляется. Разработанный композиционный полимерный материал может быть успешно применен для покрытия узлов машин, работающих в агрессивных условиях [4,5].

Таким образом, замена применяемых высоколегированных дорогостоящих деталей на резервуары из композиционных полимерных материалов позволяет снизить вес и стоимость машин, повысить их долговечность и надежность, а также технико-экономические показатели.

Список литературы:

1. Рузметов К.С. Эффективность предпосевной обработки семян хлопчатника [Текст] / К. С. Рузметов // Технические науки: проблемы и перспективы: материалы междунар. заоч. науч. конф. (г. Санкт-Петербург, март 2011 г.). - СПб.: Реноме, 2011.- С. 148-149.
2. Suihua Huang, Gangshun Rao, Umair Ashraf and ath. Ultrasonic seed treatment improved morpho-physiological and yield traits and reduced grain Cd concentrations in rice. // Ecotoxicology and Environmental Safety. Vol. 214, 2021. doi.org/10.1016/j.ecoenv.2021.112-119.
3. Немченко В. В. Эффективные приемы использования фунгицидов и биопрепаратов на зерновых культурах / В. В. Немченко, Д. Гилев, К. В. Галактионов, Н. П. Иванова. - Курган: Курганский НИИСХ, 2002. -42 с.
4. Корнев В.А., Рыбаков Ю.Н., Харламова О.Д., Чириков С.И. Перспективы применения термопластичных полиуретанов в технических средствах нефтепродуктообеспечения // Наука, техника и образование, 2015, №3 (9) с.17., с.27.
5. Корнев В.А., Рыбаков Ю.Н., Колесников А.А., Асметков И.Д. Конструкция многослойных топливостойких эластичных оболочек // Наука, техника и образование, 2015, №4 (10), с.27.