Rambler's Top100

ГК ИНОТЭК

Новости

« Назад

Красноярские ученые предложили технологию изготовления композитов из сверхвысокомолекулярного полиэтилена на основе микросферы  07.10.2010 12:07

Сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ) отличается от обычного тем, что в его молекуле сотни тысяч звеньев, а молекулярная масса составляет несколько миллионов. Благодаря этому сверхвысокомолекулярный полиэтилен обладает совсем другими свойствами, нежели обычный, и оказывается хорошим конструкционным материалом, способным заменить сталь, бронзу, а также гораздо более дорогостоящие полимеры - полиамид или фторопласт. В зависимости от области применения и способов переработки СВМПЭ нужны различные марки порошков этого полимера, отличающихся молекулярной массой, размером частиц и надмолекулярной структурой.

Сейчас в России есть два опытных производства СВМПЭ, в Томске и в Казани, с общим объемом продукции около 500 тонн. Однако считается, что потребность в этом полимере исчисляется десятками тысяч тонн, и тот, кто первым освоит выпуск изделий из него, окажется в сильном выигрыше. Благодаря сочетанию химической стойкости, высокой прочности, стойкости к истиранию и способности выдерживать температуру от -200°С до +65°С он нашел применение во многих отраслях промышленности. В машиностроении из СВМПЭ изготовляют разнообразные тяжелонагруженые втулки и зубчатые колеса, в химической промышленности - детали насосов, кранов, клапанов, уплотнений, облицовки реакторов. Пластины из СВМПЭ пригодятся горнообогатительной промышленности: ими можно облицовывать кузова самосвалов и вагонов, транспортные желоба загрузочных бункеров. Среди возможных изделий из этого полимера: броня боевых машин, эндопротезы, покрытия для лыж и сноубордов, искусственный лед для летних катков. Еще более привлекательными свойствами обладают композиты на основе СВМПЭ.

Отечественную технологию изготовления композитов из СВМПЭ предложили ученые из красноярского Института химии и химической технологии СО РАН. Ее характерные черты - применение механической активации полимерных гранул и введение в состав полимера специально синтезированных частиц металлов или керамики. При этом красноярские ученые создали несколько способов получения частиц. Частицы металлов, а также оксида и нитрида титана размером 5-10 мкм они синтезировали в электрической дуге низкого вакуума. Частицы оксида вольфрама диаметром 10-100 мкм - в высокочастотной плазме. Керамические микросферы были разделены на фракции. Все эти наполнители затем применили для получения разных марок композитов из СВМПЭ.

Чем длиннее молекула полимера, тем более вязким становится его расплав, поэтому равномерно распределить частицы по всему объему пластика - задача непростая. Ее удалось решить методом механического синтеза, когда гранулы полимера и микросферы совместно размалывают в высокоскоростной мельнице. При таком помоле микросферы порой объединяются в агрегаты. Чтобы этого избежать, в мельницу надо было добавлять поверхностно-активные вещества.

В конце концов были получены гранулы полиэтилена с добавками керамических микросфер, из них спрессовали десять партий пластин, которые затем испытали в различных изделиях. Результаты оказались весьма неплохими. Например, замена пластин из фторопласта на пластины модифицированного СВМПЭ увеличила ресурс работы насосов, перекачивающих шлам на химическом производстве, в десять раз. В целом изностойкость СВМПЭ с микросферами выросла в 100-150 раз, модуль упругости, то есть степень жесткости материала, увеличился более чем в три раза, а стойкость к радиационному воздействию - в 1,6-1,8 раза.

Если будет налажено производство композитов из СВМПЭ, то они смогут заменить металлоконструкции во многих областях техники, за счет чего получится немалый экономический эффект.

Статья подготовлена по материалам plastinfo.ru 
Заказ, разработка, создание сайтов в студии Мегагруп.
Стеклошарики ГК ИНОТЭК г. Москва