Будівництво та все що з ним пов'язане

Прискорення науково-технічного прогресу вимагає безперервного розширення виробництва засобів автоматики, обчислювального техніки, радіоелектронних приладів та обладнання, що використовуються в радіоастрономії, радіолокації, радіомовлення, рентгенівських уста: новка, промислових установках електронно-променевого зварювання, ТВЧ та НВЧ і т. д. Різко зросла і продовжує зростати насиченість навколоземного простору випромінюваннями радіотехнічних, електронних і тому подібних установок. За наявними даними, число різних джерел випромінювань подвоюється, а випромінюються потужності електромагнітної енергії збільшуються в десятки разів за кожне десятиліття. Електромагнітні випромінювання в даний час цілком обгрунтовано відносять до одного з видів забруднення навколишнього середовища. Вони роблять несприятливий вплив на здоров'я людини, тому що при експлуатації таких установок обслуговуючий персонал піддається тривалому і систематичному впливу електромагнітних та інших випромінювань. Крім того, вони є перешкодами при роботі різноманітних радіоелектронних пристроїв. Таким чином, функціонування радіоелектронних пристроїв без погіршення якісних показників стає все складнішим, а захист навколишнього середовища все більш актуальною.

До теперішнього часу розроблені і освоєні досить надійні засоби захисту від несприятливого впливу електромагнітних випромінювань на обслуговуючий персонал і відповідне обладнання. Однак питання про ефективну боротьбу з випромінюваннями такого роду залишається дуже важливим. Найбільш раціональні способи такого захисту - інженерно-технічні рішення, які безпосередньо спрямовані на зниження інтенсивності електромагнітних випромінювань до допустимого рівня. До цих заходів відносяться екранування і пристрій захисних фільтрів. Захисні фільтри зменшують перешкоди, які проникають у пристрою через живлять мережі. Екранування ефективно захищає електронну апаратуру від зовнішніх перешкод і одночасно є надійним способом боротьби з власними випромінюваннями в навколишнє середовище. Екранування приміщень з електронною апаратурою здійснюється шляхом їх облицювання стін спеціальними токо-провідними матеріалами. Добрими екранують властивості мають різні метали, вони забезпечують надійне екранування в широкому діапазоні інтенсивності електромагнітних полів. Проте використання металевих обшивок для екранування приміщень має певні недоліки: порівняно висока вартість, обмежений термін служби, тому що багато метали схильні до корозії, зниження комфортності приміщень і т. д.

Тому в багатьох країнах ведуться роботи із заміни металевих екранів іншими електропроводні матеріалами, в тому числі і на основі полімерів. При цьому рішення проблеми полягає в тому, щоб отримати такі матеріали, які найбільшою мірою повинні відповідати основною характеристикою екрану - ступеня ослаблення енергії електромагнітного поля, яке проникає за екран.

Створення електропровідних матеріалів на основі полімерів є складнішим завданням в порівнянні з розробкою діелектриків на основі полімерів.

Однак порівняльна простота переробки та нанесення захисних покриттів сприяли тому увазі, яку було приділено використанню полімерів для створення електропровідних матеріалів типу емалей, мастик, паст і клеїв. При розробці перерахованих електропровідних матеріалів були випробувані багато що випускаються промисловістю термопластичні і термореактивні мономери, олігомери і полімери. Серед них найбільш повно були вивчені електропроводні матеріали на основі каучуків та епоксидних смол. Менш докладно вивчені електропроводні композиції на основі поліефірних, фенолоформальдегідних, фуранові і поліуретанових смол, полівінілацетату, полівінілхлориду, полістиролу і інших полімерів.

Відомо, що більшість полімерів - добрі діелектрики, тобто мають дуже високий електричний опір у межах від 108 до 1016. Тому при створенні електропровідних матеріалів на основі полімерів необхідно було подолати значні труднощі і, в першу чергу, підібрати наповнювачі, які мають високі електропроводні властивостями. Природно було припустити, що такими наповнювачами виявляться порошки різних металів - срібла, міді, нікелю, олова, алюмінію, заліза, феромагнітних сплавів та ін Однак дослідження показали, що введення в полімерну композицію більшості з перерахованих металевих порошків не дало очікуваного ефекту. Це пояснюється тим, що на поверхні дрібнодисперсних часток порівняно швидко утворюються оксидні плівки, і опір таких порошків різко зростає. Дуже гарні результати були отримані при введенні в полімерну композицію порошків срібла з частками лускатій форми або нікелю, але порошки цих металів надзвичайно дорогі і дефіцитні, тому навряд чи такі склади знайдуть практичне застосування. Надалі в якості наповнювачів електропровідних композицій були випробувані графітова або коксова борошно, сажа, карбонизовані віскозні волокна типу углена та ін

Природа сполучного також робить істотний вплив як на електричні, так і на фізико-механічні та експлуатаційні властивості електропровідних композицій. Дослідження показали, що на електричний опір полімерної композиції полімерне сполучна безпосередньо і домінуючий вплив тільки при порівняно невеликій мірі наповнення електропроводні наповнювачами, тобто до тих пір, поки в системі не утворюється електропровідна структура. При подальшому наповненні чинником, що визначає електропровідність композиції, є не електричний опір сполучного, а щільність упаковки наповнювача, що сприяє максимально більшій кількості контактів його зерен, які й визначають електропровідність композиції в цілому.

Фізико-механічні властивості електропровідних матеріалів залежать від здатності полімерного сполучного добре змочувати частки обраних електропровідних наповнювачів з утворенням досить високих адгезійних зв'язків. У свою чергу, частки наповнювачів повинні добре дисперговані у вибраному полімерному сполучному. При поганій сумісності пов'язує і наповнювача часток останнього агрегатуються в суміші, що ускладнює освіта суцільних електропровідних структур і погіршує фізико-механічні властивості кінцевого продукту.

Для покращення сумісності з електропроводні наповнювачами і рівномірного їх розподілу в суміші, в ряді випадків до складу вводять поверхнево-активні речовини, а для покращення контактів між зернами наповнювачів - розчинники або розріджувачі полімерного пов'язує. Великий вплив на властивості електропровідних матеріалів робить і технологія їх приготування.

Незважаючи на велику кількість виконаних досліджень, електропроводні матеріали на основі полімерів застосовують в основному для виготовлення нагрівальних елементів, клеїв, мастик і лакофарбових покриттів при відведенні статичної електрики. Останнім часом розроблено досить цікавий електропровідний матеріал на основі мінеральної вати і поліакриламіду, наповненого сажею. Отриманий матеріал має опір = 10 Ом. Принцип дії екрану з такого матеріалу аналогічний принципом дії металевого екрана. Загасання енергії електромагнітних хвиль обумовлено переважно її відбиттям від поверхні екрану і лише незначна частина енергії розсіюється у вигляді теплоти в самому екрані.

Для виготовлення електропровідних полімербетон були застосовані ті ж смоли, які використовувалися для отримання діелектриків. Як заповнювач застосовували кокс і графіт фракції 1-5 мм, а в якості наповнювачів - графітову борошно з питомою поверхнею 3000 см2 / г, сажу з питомою поверхнею 20 м2 / г і металевий порошок з питомою поверхнею 2000-3000 см2 / м.

Попередні дослідження електропровідних полімер бетону на основі різних олігомерів показали, що при використанні карбамідних смол можна отримати порівняно високі електропроводні характеристики. Однак межа міцності на стиск таких полімербетон досить низький і лежить в межах 6-6,5 МПа.

Значно кращі результати були отримані у полімер бетону на основі фуранові, епоксидних фенолоформальдегідних смол, з яких найбільш високі показники електропровідності мають полімер бетону на основі фенолоформальдегідних, а мінімальні - на основі фуранові смол. Полімер бетону на епоксидних смолах займають проміжне положення.

Аналіз виконаних досліджень показує, що потенційні можливості таких полімербетон далеко не вичерпані. У найближчі 2-3 роки можуть бути отримані полімербетон зі значно більш високими електропроводні і характеристиками міцності.