На правах рукописи Мялицин Андрей Владимирович КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

На правах рукописи
Мялицин Андрей Владимирович
КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
НА ОСНОВЕ ДРЕВЕСНЫХ ЧАСТИЦ С ЗАЩИТНЫМИ
СВОЙСТВАМИ ОТ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
05.21.05 – Древесиноведение, технология и оборудование
деревопереработки
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени кандидата
технических наук
Екатеринбург 2012
Диссертационная работа выполнена на кафедре механической обработки
древесины Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Уральский государственный
лесотехнический университет».
Научный руководитель
кандидат технических наук,
профессор Ветошкин Ю.И.
Официальные оппоненты:
Глухих Виктор Владимирович доктор технических наук, профессор
кафедры технологии переработки
пластических масс ФГБОУ ВПО
«Уральский государственный лесотехнический университет»
Денисов Сергей Викторович кандидат технических наук, доцент кафедры технологии деревообработки
ФГБОУ ВПО «Братский государственный университет»
Ведущая организация Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сибирский государственный технологический университет».
Защита диссертации состоится «26» апреля 2012 г. в 13-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.281.02 при Федеральном государственном
бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Уральский государственный лесотехнический университет», 620100, г.
Екатеринбург, Сибирский тракт 37, зал заседаний – аудитория 401.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального
образования «Уральский государственный лесотехнический университет».
Автореферат разослан «23» марта 2012 года.
Ученый секретарь диссертационного совета,
кандидат технических наук, доцент
2
Куцубина Н.В.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы.
Развитие и широкое применение источников ионизирующих излучений в
различных областях науки и техники создали потенциальную угрозу радиационной опасности для человека и загрязнения окружающей среды радиоактивными
веществами.
Применяемые средства защиты от ионизирующего излучения имеют различные как защитные, так и эксплуатационно-декоративные свойства. Одни недостаточно долговечны, другие неудобны в процессе использования и монтажа,
третьи – недостаточно привлекательны по цвету, фактуре, четвертые – дороги.
В связи с чем, разработка новых защитных материалов простых в применении, менее дорогих и с высокими дизайнерскими свойствами – является важной
проблемой в модернизации и оснащении рентген-кабинетов и других специализированных помещений.
Цель работы Разработка древесно-клеевых композиций с природным
наполнителем и режимных параметров изготовления композиционных материалов с защитными свойствами от рентгеновского излучения.
Объект исследования Способ формирования композиций из разнородных
материалов.
Предмет исследования Технологические особенности создания композиций,
эксплуатационные свойства, режимы, рецептуры получения композиций и изделий из них.
Научной новизной обладают
1. Композиционный материал специального назначения - ПЛИТОТРЕН.
2. Структуры древесно-клеевой композиции конструкционных рентгенозащитных материалов. Разработанные структуры древесно-клеевой композиции конструкционных рентгенозащитных материалов, согласно патентным исследованиям, не имеет аналогов в мире.
3. Математические модели, позволяющие связать ожидаемое значение физикомеханических и рентгенозащитных показателей с рациональными значениями
количества компонентов древесно-клеевой композиции.
4. Математические модели, описывающие закономерности изменения процесса
изготовления композиции, учитывающие специфику процесса, позволяющие
обосновать параметры технологических режимов изготовления ПЛИТОТРЕНА.
5. Методика количественной оценки степени защиты полученного композиционного рентгенозащитного материала.
Научные положения, выносимые на защиту
1. Рецептура древесно-клеевой композиции рентгенозащитного материала с регулируемой степенью защиты и плотности.
2. Основные закономерности формирования структуры композиционного материала, обеспечивающие однородность материала по толщине, улучшения
контактного взаимодействия древесных частиц и наполнителя, равномерной
плотности материала, стабилизации физико-механических и защитных свойств
материала.
3
Обоснованность выводов и рекомендаций.
Достоверность предложений и выводов подтверждается сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований. Результаты теоретических и лабораторных экспериментов подтверждаются протоколами экспертизы ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Свердловской области».
Регрессионные модели достаточно точно воспроизводят описываемые явления, а их адекватность подтверждается в соответствии с общепринятыми методиками.
Практическая значимость работы заключается в том, что применение полученного композиционного материала – ПЛИТОТРЕН (плита от рентгена), представленного в виде композиционных плит специального назначения, составит
конкуренцию существующим строительным материалам для обустройства помещений, требующих защиты от рентгеновского излучения. На основе полученного материала предложены технические решения по изготовлению оборудования (дверных блоков, ширм, экранов, стеновых панелей) для оформления рентген-кабинетов и других специализированных помещений.
На основе материала ПЛИТОТРЕН были разработаны многовариантные
конструкции композиционного материала, обладающие регламентированными
рентгенозащитными свойствами.
Технология изготовления композиционного материала ПЛИТОТРЕН соответствует типовым схемам изготовления композиционных материалов.
Место проведения. Работа выполнена на кафедре Механической обработки
древесины Уральского государственного лесотехнического университета
(г. Екатеринбург).
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и получили положительные оценки на:
III всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов
УГЛТУ, г. Екатеринбург 2007 г.;
IV всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов
УГЛТУ, г. Екатеринбург 2008 г.;
II международном евразийском симпозиуме «Деревообработка: технологии,
оборудование, менеджмент XXIвека» г. Екатеринбург 2007 г;
IV международном евразийском симпозиуме «Деревообработка: технологии,
оборудование, менеджмент XXIвека», г. Екатеринбург 2009 г;
Молодежно-научно-инновационном конкурсе «УМНИК» по направлению
«Химия, новые материалы, химические технологии», г. Екатеринбург 2009 г.;
Конференции «Молодые ученые в решении актуальных проблем науки»
г. Красноярск 2009 г.;
Международной научно-практической конференции «Состояние и перспективы развития производства древесных плит», г. Балабаново 2010 г.
За разработку и производство композиционных рентгенозащитных материалов на основе древесины был получен диплом в рамках выставки «Строительный комплекс Большого Урала», г. Екатеринбург 2006 г.
4
Материалы диссертации представлены в отчете о научно-исследовательской
работе «Переработка древесины» Министерство промышленности, энергетики и
науки Свердловской области, г. Екатеринбург 2006 г.
Материалы представлены на выставке « Деревообработка. Клеи и герметики», г. Екатеринбург, 31 октября – 4 ноября 2006 г.
Получен диплом второй степени по научной работе «Композиционные рентгенозащитные материалы на основе древесных отходов», Правительство Свердловской области. Министерство природных ресурсов. г. Екатеринбург 2007 г.
За разработку рентгенозащитного материала «ПЛИТОТРЕН» на основе древесины получен диплом в рамках выставки «Домостроение-ОборудованиеТехнологии», г. Екатеринбург 2007 г.
По результатам работ проведены опытные запрессовки на сырье ООО «Режевского леспромхоза». Изготовлены стеновые панели из композиционного
рентгенозащитного материала ПЛИТОТРЕН на действующем оборудовании, с
применением материалов используемых в производстве мебели ФГУП Химический завод «Планта» г. Нижний Тагил.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 работ.
Объем диссертации и ее структура
Диссертация состоит из введения, 8 разделов, выводов и рекомендаций,
библиографического списка включающего 89 наименований, приложений. Общий объем работы 150 страниц, 38 рисунков, 24 таблицы, 22 страницы приложения.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследований, научные положения, выносимые на защиту.
Раскрывается научная новизна работы, значимость ее результатов для науки и
практического применения. Содержатся данные о месте проведения и апробации
работы, апробация результатов работы в промышленности, структуре и объеме
диссертации.
В первом разделе выполнен анализ композиционных материалов, применяемых для защиты от рентгеновского излучения. Проблемами изготовления композиционных рентгенозащитных материалов на основе древесины занимались:
Щетинин Ю. И, Исаева Л. Н, Скорняков Н. Н, Берсенев А. П., Яцун И. В., Ветошкин Ю. И. и другие.
Весь массив отобранных в процессе поиска документов проанализирован для
выявления основных тенденций технического развития по рассматриваемой теме
и задач в исследуемых объектах. Существующие материалы, защищающие от
рентгеновского излучения, представлены на рис. 1.
В результате анализа состояния вопроса было установлено, что тематика по
исследованию формирования композиционных материалов на основе древесных
частиц, обладающих специфическими (например, защитными свойствами от
рентгеновского излучения), отвечает современным требованиям прогрессивного
развития отрасли и актуальность ее не вызывает сомнения.
5
Во втором разделе рассматриваются теоретические закономерности процесса ослабления рентгеновского излучения древесиной и композиционным материалом ПЛИТОТРЕН. Для изучения влияния толщины материала при его формировании на степень защиты, представили конструкцию пластинки ПЛИТОТРЕНА площадью 1 см 2 и толщиной Т, как конструкцию, состоящую из трех
слоев: I – связующего, II – древесных частиц, III – минерального наполнителя
(рис.2).
Рис. 1. Материалы, применяемые для защиты от
рентгеновского излучения
T
Tс
Tд
I Связующее 2,1 кг/м2 (10% от объема)
TБ
III Минеральный наполнитель 8,4 – 12,6 кг/м2 (40-60 % от объема)
II Древесные частицы 6,3 – 10,5 кг/м2 (30-50% от объема)
Рис. 2. Структура композиционного материала
При прохождении рентгеновских лучей интенсивностью I 0 через пластинку ПЛИТОТРЕНА, снижение интенсивности излучения слоем связующего
(смолы) толщиной Tc не меняется, т.к. оказывает незначительное влияние на интенсивность излучения.
На основании закона ослабления рентгеновских лучей:
для слоя из древесных частиц
д  д 
I Tд    I 0 exp   m  r Tд   ;
(1)


для слоя из минерального наполнителя
Б Б
I T  I Tд  exp   m  r TБ   ,
(2)


где I 0 – мощность дозы рентгеновского излучения в воздухе, измеренная в данной точке в отсутствии защитного материала, кэВ;
6
 m – массовый коэффициент ослабления, см2/г;
IT – мощность дозы рентгеновского излучения в воздухе, измеренная в данной точке за слоем защитного материала толщиной T, кэВ;
 r – рентгеновская плотность материала, г/см3.
Суммарная толщина слоя древесных частиц и слоя минерального наполнителя равна:
Tд    TБ    0,9T ,
(3)
или после преобразований
I
ln 0
IT
.
(4)
T
( Б) ( Б)
(д) (д) 
( Б) ( Б)
( д) ( д) 


0,18  m  r   m  к   0,27 2 m  r   m  r




Так как производная функции T  положительна на отрезке [0,1], то функция T строго монотонно возрастает на этом отрезке. При   0 она достигает
наименьшего значения, которое равно
I
ln 0
IT
,
(5)
min T  
(
B
)
(
B
)
(
д
)
(
д
)


0,1
0,27 2 m  r   m  r


а при   1она достигает наибольшего значения
I
ln 0
IT
.
max T  


B B
д  д 
0,1
0,36 m  r  0,45 m  r
(6)
Формулы (5,6) позволяют определять максимальную и минимальную толщину листа соответственно в зависимости от начальных условий I0 , IT , и, кроме того, определять толщину разработанного материала, удовлетворяющую
начальным условиям, для любого   0,1, при этом сохраняются оптимальные
пропорции составляющих.
Равенство (4) показывает, что толщина материала является функцией параметра   0,1. Графически полученное выражения представлено на рис. 3.
Полученные выражения для определения толщины композиционного материала ПЛИТОТРЕН позволяют расчетным путем определять изменение интенсивности рентгеновского излучения в зависимости от требований заказчика.
В третьем разделе рассматриваются направления исследований, содержатся
основные методические положения проведения экспериментов и обработки их
результатов, приводятся характеристики используемых материалов, применяемого оборудования и приборов.
7
В данном разделе представлены новые методики по оценке защитных
свойств разработанного композиционного материала.
Рис. 3. Зависимость интенсивности излучения от толщины композиционного материала ПЛИТОТРЕН: 1 – начальная мощность излучения 100 КэВ; 2- начальная
мощность излучения 50 КэВ; 3 – начальная мощность излучения 75 КэВ.
Через полученные образцы и свинцовую пластину толщиной 1 мм пропускали рентгеновские лучи на рентгеновском аппарате (время экспозиции
0,12 с; мощность 70 кВт; сила тока 25мА). Результат фиксировался на пленке
Ренекс РПЗ-2. Степень защиты материала оценивалась по фотометрической
контрастности изображения на рентгенограмме (рис.4). В качестве тестового материала во всех опытах применяли свинцовую пластину толщиной 1 мм как общепринятый свинцовый эквивалент.
Рис. 4. Схема определения защитных свойств
ПЛИТОТРЕНА с помощью люксметра:
1 – источник света; 2 – стекло; 3 – калька;
4 – рентгенограмма образцов; 5 – окно; 6 – датчик; 7 – люксметр.
С целью установления диапазонов варьирования переменных факторов проводился классический эксперимент. Для проведения многофакторных опытов
использовался план Бокса В3. Полученные опытные данные оценивались посредством первичной обработки результатов экспериментов методами математической статистики. Проверка однородности дисперсий опыта проводилась по
критерию Кохрена, значимость коэффициентов регрессии проверяли посредством критерия Стьюдента, адекватность представления поверхности отклика
8
уравнением регрессии по критерию Фишера. Определение рациональных значений параметров древесно-клеевой композиции с величиной рентгенозащитных
свойств равной 1 мм свинца определяли с помощью матрицы Гессе и пакета поиска оптимального решения Microsoft Excel.
В четвертом разделе приведены результаты исследований влияния компонентов древесно-клеевой композиции на физико-механические и рентгенозащитные показатели ПЛИТОТРЕНА. Определены факторы, оказывающие существенное влияние на состав композиции и эксплуатационные показатели композиционного материала.
Проведена статистическая обработка результатов экспериментов, на основании которых были получены уравнения регрессии второго порядка, адекватно
описывающие физико-механические показатели композиционного материала
специального назначения:
Y1  16,798  3,78X1  2,47X 2  3,07X3  5X12  1,96X 2
2
;
(7)
2
 2,099X3  1,71X1X 2  1,64X1X 3  0,582X2 X 3 .
Y2  846,096  20,807X1  47,299X2  27,01X3  6,367X2
2
;
(8)
2
 0,5406X3  6,343X1X 2  3,3098X1X 3  1,097X2 X 3 .
Y3  24,29  5,4X 2  7,02X3  0,7X 2  4,5X 2  1,9X1X 2 
2
3
;
(9)
 4,1X1X 3  0,14X 2 X 3 .
Y4  45,91  8,89X 2  4,11X 2  2,43X 2  0,37X1X 2 
2
3
;
(10)
 0,81X1X 3  0,65X 2 X 3 .
Y5  484,1  51,24X1  56,08X2  104,7X3 - 11,7X 2 - 31,6X 2 
2
3 ;
(11)
 22,75X1X 2 - 5X1X 3 - 15,25X2 X 3 .
Y6  116,65  7,34X1  14,6X 2  8,06X3  17,15X12  6,85X 2
2
(12)
2
 5,35X3  1,05X1X 2  4,3X1X 3  1,75X 2 X 3 .
Формулы (7,8,9,10,11,12) справедливы для условий: Х1=0,18÷0,26 кг;
Х2=0,8÷1,2 кг; Х3= 0,6÷0,8 кг;
где У1 – предел прочности при статическом изгибе, МПа;
У2 - плотность композиционного материала ПЛИТОТРЕН, кг/см3;
У3 - величина разбухания по толщине, %;
У4 - величина водопоглощения, %.
У5 - твердость по Бринеллю, кгс/мм2;
У6 – величина кратности ослабления определенная с помощью блескомера;
Х1 - количество связующего, кг;
Х2 - количество минерального наполнителя, кг;
Х3 - количество древесных частиц, кг.
9
Графическая интерпретация полученных зависимостей выходных параметров от управляющих факторов приведена на рис. 5 – 8.
Рис. 6. Влияние количества минеРис. 5. Влияние количества древесных
рального наполнителя и
частиц и минерального наполнителя на
твердость по Бринеллю композиционного древесных частиц на величину
рентгенозащитного материала (количеплотности композиционного
ство связующего постоянное)
рентгенозащитного материала (количество связующего постоянное)
Рис. 7. Влияние количества минерального
наполнителя и древесных частиц на величину кратности ослабления композиционного рентгенозащитного материала
(количество связующего постоянное)
Рис. 8. Влияние количества древесных частиц и связующего на величину кратности ослабления композиционного рентгенозащитного материала (количество минерального
наполнителя постоянное)
Полученные математические модели использовались для определения рациональных значений создания композиционного материала ПЛИТОТРЕН с применением интегрированного пакета Microsoft Office Excel.
На основании результатов исследований были сделаны следующие выводы:
1. Выбранные в качестве управляющих факторов количество минерального
наполнителя, древесных частиц и связующего позволяют эффективно воздей-
10
ствовать и изменять значения выходных параметров в заданных пределах варьирования.
2. На основании результатов проведения многофакторного эксперимента по
плану Бокса В3 получены математические модели, адекватно описывающие процесс влияния количества компонентов рентгенозащитного материала ПЛИТОТРЕН на его физико-механические и рентгенозащитные показатели.
3. При увеличении количества минерального наполнителя от 0,8 до 1,2 кг повышаются физико-механические показатели:
предел прочности при статическом изгибе до 20МПа;
плотность рентгенозащитного материала до 900 кг/м3;
твердость рентгенозащитного материала по Бриннелю до 550 кгс/мм2;
4. Плотность материала существенно влияет на физико-механические свойства.
С повышением плотности до 900 кг/м3 резко увеличивается предел прочности
при статическом изгибе до 20 МПа. Однако с повышением плотности увеличивается расход сырья и связующего.
5. При повышении плотности 900 кг/м3 происходит увеличение величины разбухания по толщине (30 %) из-за проявления остаточных напряжений в структуре материала.
В результате проведенных исследований установлено: рациональное количество древесных частиц (32 ± 2 %), минерального наполнителя (54±2 %) и связующего (12 ± 2 %). Полученные значения параметров позволяют получить композиционный материал, обладающий следующими прочностными и защитными
свойствами:
предел прочности при статическом изгибе - 17,63 МПа;
плотность рентгенозащитного материала - 964 кг/м3;
твердость рентгенозащитного материала по Бриннелю – 669 кгс/мм2;
разбухание по толщине рентгенозащитного материала - 30%;
водопоглощение рентгенозащитного материала - 36%;
кратность ослабления ионизирующего излучения композиционного материала - 216 раз, что соответствует 1 мм свинца.
В пятом разделе приведены результаты исследования распределения связующего с минеральным наполнителем по поверхности древесных частиц в
толщине материала. Применив электронный микроскоп JSM-6390 фирмы JEOL
(Япония), была сделана серия снимков древесных частиц на разных стадиях обработки. Результаты съемки представлены в таблице 1.
Анализируя полученные фотографии, можно сделать вывод, что последовательное введение компонентов позволяет равномерно распределить частицы минерального наполнителя на поверхности древесных частиц, за счет чего достигается однородность композиционного материала.
В шестом разделе исследовано влияние фракционного состава древесных
частиц на свойства композиционного материала ПЛИТОТРЕН. Проведя эксперимент, было установлено:
1. Уменьшение размеров древесных частиц (фракция 5-7) снижает прочность
плиты до 18 МПа, но повышает водостойкость в 3 раза.
11
Благодаря добавке мелкой фракции в ПЛИТОТРЕНЕ уменьшается пористость плит.
Таблица 1
Результаты съемки внутренней структуры ПЛИОТРЕНА
Стадии обработки Увеличение в 30 раз
Увеличение в 500 раз
Древесные частицы, обработанные
50 % связующим и
1
1
минеральный
наполнитель,
обработанный 50%
2
2
связующего
Готовая продукция
2
Примечание: 1 – древесные частицы ; 2 – частицы минерального наполнителя;
Из крупных плоских и гладких древесных частиц получаются плиты с
наивысшими значениями прочности при изгибе, жесткости и линейной стабильности.
2. Повышение толщины древесных частиц отрицательно сказывается на прочности. Уменьшение размеров частиц по толщине увеличивает удельную поверхность, следовательно, требуется больший расход связующего. Боковые и торцевые грани частиц стружки, несмотря на наличие связующего, образуют ослабленные клеевые соединения.
3. На формоустойчивость при увлажнении и прочность при растяжении перпендикулярно пласти плиты влияет степень повреждения поверхности древесных частиц при их выработке. Высокая шероховатость поверхности затрудняет
склеивание частиц, и в этом случае требуется большее количество связующего.
В седьмом разделе предложена технологическая схема изготовления композиционного рентгенозащитного материала ПЛИТОТРЕН. Разработаны и
предложены конструкции композиционных рентгенозащитных материалов на
основе ПЛИТОТРЕНА (табл. 2). Результаты проверки защитных свойств разработанных конструкций материалов представлены на рис. 9.
В восьмом разделе на основании теоретических расчетов определена стоимость C П 1 м 2 листа ПЛИТОТРЕНА толщиной T . Стоимость материала будет представлять собой функцию от  , т.е. C П  C П  
0,1Ccc  0,3C д д  0,6C Б Б  I0
min C П    C П 0  
ln
,
(13)
( Б) ( Б)
(д) (д) 
I

0,1
T
0,27 2 m  r   m  r


12
где с  плотность смолы, кг/м3;
 д  плотность древесины, кг/м3;
 Б  плотность минерального наполнителя, кг/м3;
C c  стоимость 1 кг смолы, руб./кг;
C д  стоимость 1 кг древесины, руб./кг;
C Б  стоимость 1 кг минерального наполнителя, руб./кг.
Графически это выражение представлено на рис. 10.
Таблица 2
Конструкции рентгенозащитных материалов на основе ПЛИТОТРЕНА
№ Изображение
№ Изображение
Структура
Структура материала
п/п материала
п/п материала
материала
1
4
2
5
3
Рис. 9. Результаты проверки рентгенозащитных свойств экспериментальных
образцов конструкций композиционного материала ПЛИТОТРЕН
13
Рис. 10. Зависимость стоимости композиционного материала от необходимой степени защиты композиционного материала: 1 – начальная мощность излучения 100 КэВ; 2- начальная мощность излучения 75 КэВ; 3 – начальная мощность излучения 50 КэВ
ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
1. Проведен анализ состояния вопроса создания новых материалов с защитными свойствами от рентгеновского излучения. Показано, что решение этой
проблемы возможно путем изготовления композиционного материала – ПЛИТОТРЕН, способного защищать от рентгеновского излучения.
2. Теоретически, с помощью закона ослабления ионизирующего излучения,
рассчитано и экспериментально подтверждена возможность получения композиционный материал ПЛИТОТРЕН (средний свинцовый эквивалент от 0,3 мм
свинца). Расхождение теоретических и экспериментальных данных составляет
не более 20%.
3. Плотность композиционного материала ПЛИТОТРЕН, обеспечивающая
степень защиты, равную от 0,5 до 1 мм свинца, составляет от 900 кг/м3. Необходимая степень защиты от рентгеновского излучения достигается варьированием плотности и толщины материала. Для стабилизации полученной структуры
материала необходимо последовательно вводить компоненты древесно-клеевой
композиции.
4. Теоретически и экспериментально доказана возможность управления физико-механическими и защитными свойствами полученного материала посредством изменения количества компонентов в составе исходной древесно-клеевой
композиции. Полученные выражения для определения толщины композиционного материала ПЛИТОТРЕН позволяют расчетным путем определять изменение интенсивности рентгеновского излучения в зависимости от требований заказчика.
5. На основании экспериментальных исследований установлены рациональные значения соотношения компонентов древесно-клеевой композиции, обеспечивающих получение композиционного материала с заданными свойствами. Для
композиционного материала ПЛИТОТРЕН толщиной 13 мм: количество связующего – 2,64 кг/м2; количество минерального наполнителя – 11,46 кг/м2; количе-
14
ство древесных частиц – 6,88 кг/м2; При этом значения выходных параметров
составляют: предел прочности при статическом изгибе – 17,63 МПа; плотность
рентгенозащит-ного материала – 964 кг/м3; твердость рентгенозащитного материала по Бриннелю – 669 кгс/мм2; разбухание по толщине рентгенозащитного
материала – 30 %; водопоглощение рентгенозащитного материала – 36 %; величина кратность ослабления ионизирующего излучения композиционным материалом – 216 раз, что соответствует 1 мм свинца.
6. Разработана методика количественной оценки степени защиты полученного композиционного рентгенозащитного материала.
7. Разработана принципиальная схема промышленного изготовления композиционного материала ПЛИТОТРЕН, аналогичная и максимально приближенная к схеме изготовления однослойных древесностружечных плит.
8. Композиционный материал ПЛИТОТРЕН обладает оригинальными конструктивно-декоративными особенностями, а также: защитными свойствами от
рентгеновского излучения; разнообразными вариантами отделки; хорошими
свойствами для монтажа, крепежа и т.п.; хорошо обрабатывается на типовом деревообрабатывающем оборудовании; долговременным хранением, и допускает
традиционные способы упаковки и транспортировки.
9. На базе ПЛИТОТРЕНА разработаны варианты конструкций композиционного материала, обладающих высокой степенью защиты от рентгеновского
излучения.
10. На основании теоретических расчетов стоимость материала представляет
собой функцию от количественных составляющих древесно-клеевой композиции, т.е. стоимость изготовления разработанной конструкции композиционного
материала ПЛИТОТРЕН по исходным материалам толщиной 13 мм с кратностью ослабления в 216 раз, составит 2000 руб/м2.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ
В РАБОТАХ:
В изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России:
1.Ветошкин Ю. И., Яцун И. В., Мялицин Ан. В. О возможности применения
композиционных материалов «фанотрен» и «плитотрен» на основе древесины в
качестве защитных для медицинских рентгенкабинетов. Вестник Московского
государственного университета леса. Лесной вестник, ISSN 1727-3749, 2008. №
3 (60). С. 145- 147.
В статьях, материалах и тезисах конференций:
1. Ветошкин Ю.И., Мялицин Ан.В. Композиционные рентгенозащитные материалы на основе древесины Научное творчество молодежи – лесному комплексу
России: Материалы III всероссийской научнн.-техн. конф. Урал.гос.лесотехн.
ун-т г. Екатеринбург, 2007. Ч.1. 317 с.
2. Крюк В. И., Ветошкин Ю. И., Яцун И. В., Мялицин Ан. В. Композиционные
рентгенозащитные материалы на основе древесины и древесных отходов. Деревообработка: технологии, оборудование, менеджмент XXI века. Труды II меж-
15
дународного евразийского симпозиума / под научной ред. В. Г. Новоселова –
Екатеринбург, 2007. 306 с.
3. Ветошкин Ю. И., Мялицин Ан. В. Обоснование методики оценки защитных
свойств композиционного материала на основе древесных отходов «Плитотрен
А». Научное творчество молодежи – лесному комплексу России. Материалы IV
Всероссийской научнн.-техн. Конф. / Урал.гос.лесотехн. ун-т г. Екатеринбург,
2008. Ч.1. 363 с.
4. Мялицин Ан. В. Композиционные плитные рентгенозащитные материалы на
основе древесных отходов. Материалы конференции. Балабаново, 2010. 203 с.
5. Ветошкин Ю. И., Самойленко А. П. Мялицин Ан. В. Перспективы создания
материалов на основе древесных отходов. Деревообработка: технологии, оборудование, менеджмент XXI века. Труды IV международного евразийского симпозиума / под научной ред. В. Г. Новоселова – Екатеринбург, 2009. 389 с
6. Ветошкин Ю. И., Мялицин Ан. В. Структура композиционного рентгенозащитного материала ПЛИТОТРЕН. Деревообработка: технологии, оборудование,
менеджмент XXI века. Труды IV международного евразийского симпозиума /
под научной ред. В. Г. Новоселова – Екатеринбург, 2009. 389 с.
7. Мялицин Ан. В., Ветошкин Ю. И. ПЛИТОТРЕН – композиционный рентгенозащитный материал на основе древесных отходов.- Молодые ученые в решении актуальных проблем науки: Всероссийская научно-практическая конференция. Сборник статей студентов и молодых ученых. – Красноярск: СибГТУ, Том
2, 2009. 488 с.
8. Мялицин А.В. Композиционные материалы на основе древесины с защитными свойствами от рентгеновского излучения. Тезисы докладов Международной научной школы для молодежи «Инновационные технологии в здравоохранении: молекулярная медицина, клеточная терапия, транспантология, реаниматология, нанотехнологии», Международной научной конференции «Инновационные технологии в реальном секторе экономики». Уральская государственная
медицинская академия / Екатеринбург, 2009. 236 с.
9. Патент 84684 Российская Федерация, МПК A 47 G 5/00 Ширма рентгенозащитная / Ветошкин Ю.И., Мялицин Ан.В., Чернышев О.Н., Говоров Г.Г.; заявитель и патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный лесотехнический университет" – 2008152956/22; заявл. 31.12.2008; опубл. 20.07.2009.
Отзыв на афтореферат в двух экземплярах с подписью, заверенной гербовой печатью, просим направлять по адресу: 620100, г. Екатеринбург, Сибирский тракт, 37, Ученому секретарю диссертационного совета Куцубиной Н.В.
Факс: (343) 254-62-25. E-mail:bsovet@usfeu.ru
Подписано в печать «20» марта 2012 г. Объем 1,0 п.л. Тираж 100. Заказ № 73
620075, г. Екатеринбург, Мамина-Сибиряка,137.
Центр оперативной полиграфии «КОПИРУС».
16