Полипропилен PP-DVU и гомополимер полипропилена: долговечность геосинтетических и строительных материалов в растворах серной и плавиковой кислот при повышенных температурах

Аннотация


Объектом исследования являлись полипропилен PP-DVU и гомополимер полипропилена. Данные строительные материалы применяются в составе геосинтетических материалов, а также как часть трубопроводных систем и реактора, входящих в состав нового промышленного комплекса, предназначенного для переработки колумбитового концентрата. В процессе эксплуатации изучаемые материалы подвергаются воздействию химически агрессивных сред. Для моделирования условий эксплуатации и оценки деградации образцы в лабораторных условиях подвергались воздействию жидкой среды при повышенной температуре, содержащей плавиковую и серную кислоты. Оценка деградации материала проводилась по следующим критериям: прочность на разрыв, изменение массы, микротвердость, внешний вид и водопоглощение. Наиболее показательными критериями для прогноза срока службы полимерного материала стали глубина старения и относительное удлинение. Старение материала определялось визуально по изменению цвета и по результатам испытаний на водопоглощение и механических испытаний. Уровень водопоглощения в зоне старения был выше по сравнению с участками материала, не контактировавшими со средой. Глубина старения позволила определить скорость диффузии среды в материал, что важно для выбора оптимальной толщины стенки изделия. Прочность на разрыв после испытаний не изменилась, поэтому данный критерий непоказателен для оценки деградации. Комбинированное использование натурных и лабораторных испытаний позволило сократить общее время оценки. Предложены и обоснованы критерии для прогнозирования срока службы полипропиленовых материалов, используемых в реакторе для переработки колумбитового концентрата

Полный текст

8

Об авторах

М. А Ковалев

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Санкт-Петербург, Российская Федерация

Список литературы

  1. Rawal A., Shah T. H., Anand S. C. Geotextiles in civil engineering // Handbook of technical textiles. – Woodhead Publishing, 2016. – С. 111-133.
  2. Carneiro J. R., Morais M., de Lurdes Lopes M. Degradation of polypropylene geotextiles with different chemical stabilisations in marine environments // Construction and Building Materials. – 2018. – Т. 165. – С. 877-886.
  3. James M. B. Polymers in Civil Engineering: Review of alternative materials for superior performance // Journal of Applied Science and Computations. – 2019. – Т. 6. – №. 5. – С. 1770-1773.
  4. Hollaway L. Polymer composites for civil and structural engineering. – Springer Science & Business Media, 2012.
  5. Lasfar S. et al. Resistance of different materials used in sewers systems: Polyvinyl chloride (PVC), polypropylene (PP) and high density polyethylene (HDPE), to sulfuric acid and sodium sulfate attack // Int. J. Eng. Res. Appl. – 2014. – Т. 4. – С. 670-678.
  6. Carneiro J. R., Almeida P. J., de Lurdes Lopes M. Some synergisms in the laboratory degradation of a polypropylene geotextile // Construction and Building Materials. – 2014. – Т. 73. – С. 586-591.
  7. Mathur A., Netravali A. N., O'rourke T. D. Chemical aging effects on the physio-mechanical properties of polyester and polypropylene geotextiles // Geotextiles and Geomembranes. – 1994. – Т. 13. – №. 9. – С. 591-626.
  8. Scholz P. et al. Investigation on the durability of a polypropylene geotextile under artificial aging scenarios // Sustainability. – 2024. – Т. 16. – №. 9. – С. 3559.
  9. Valente I. M. et al. Chemical studies about the durability of polypropylene geotextiles // Proceedings of the 9th International Conference on Geosynthetics. – 2010. – Т. 2. – С. 785-788.
  10. Bazgir M., Rahmani K. Anodic protection of 316L stainless steel piping in sulfuric acid service: failure causes and remedial actions // Corrosion Reviews. – 2021. – Т. 39. – №. 5. – С. 453-464.
  11. Vignes A. Extractive metallurgy 2: metallurgical reaction processes. John Wiley & Sons, 2013.
  12. Nete M., Purcell W., Nel J. T. Hydrometallurgical separation of niobium and tantalum: A fundamental approach // Jom. – 2016. – Т. 68. – С. 556-566.
  13. Rajak D. K. et al. Extractive metallurgy of columbite-tantalite ore: A detailed review // Minerals Engineering. – 2022. – Т. 190. – С. 107917.
  14. Mirji K. V. et al. Technological challenges in extractive metallurgy and refining of Nb, Ta and preparation of their compounds & alloys // Materials Today: Proceedings. – 2016. – Т. 3. – №. 9. – С. 3151-3161.
  15. Mirji K. V. et al. Technological challenges in extractive metallurgy and refining of Nb, Ta and preparation of their compounds & alloys // Materials Today: Proceedings. – 2016. – Т. 3. – №. 9. – С. 3151-3161.
  16. Rodriguez M. H. et al. Effect of Na+ ion on the dissolution of ferrocolumbite in auto-clave // Hydrometallurgy. – 2016. – Т. 159. – С. 60-64.
  17. Maddah H. A. et al. Polypropylene as a promising plastic: A review // Am. J. Polym. Sci. – 2016. – Т. 6. – №. 1. – С. 1-11.
  18. Baur E., Ruhrberg K., Woishnis W. (ed.). Chemical resistance of commodity thermo-plastics. – William Andrew, 2016.
  19. Lasfar S. et al. Resistance of different materials used in sewers systems: Polyvinyl chloride (PVC), polypropylene (PP) and high density polyethylene (HDPE), to sulfuric acid and sodium sulfate attack // Int. J. Eng. Res. Appl. – 2014. – Т. 4. – С. 670-678.
  20. Floyd, F.L. American Chemical Society, 1999. P. 21-33.
  21. Buxton A. et al. Controlled temperature natural weathering // Service Life Prediction of Polymeric Materials: Global Perspectives. – Boston, MA: Springer US, 2009. – С. 93-114.
  22. Pickett J. E., White K. M., White C. C. Service Life Prediction of Polymers and Plastics Exposed to Outdoor Weathering. William Andrew Publishing, 2018. – P. 1-18.
  23. Brown, R. A review of accelerated durability tests. VAMAS Report. 1995.
  24. Celina M., Gillen K. T., Assink R. A. Polymer Degradation and stability. 2005. Vol. 90. №. 3. P. 395-404.
  25. Davydov A. D., Kovalev M., Lyashenko D. Evaluation of Protective Properties of Lacquer Coatings on Copper Products Operating in a Low Aggressive Corrosive Environment // Key Engineering Materials. – 2023. – Т. 943. – С. 135-141.

Статистика

Просмотры

Аннотация - 147

PDF (Russian) - 23

Ссылки

  • Ссылки не определены.

© Ковалев М.А., 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах