News image News image News image News image News image News image News image News image


Сверхполиэтилен
Нанотехнологии как наука - Наноматериалы

сверхполиэтилен

Кризис — хорошее время, чтобы избавиться от старого производства на устаревшем оборудовании и при наличии средств поставить совершенно новое оборудование под новейший технологический процесс.

В химии полимеров перспективные возможности открывает применение наночастиц, которые способны придать хорошо известному материалу качественно другие свойства. Одну из интересных технологий получения нанокомпозитов на основе широко распространенных полимеров создали отечественные химики, выполняя работы по федеральной целевой программе «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007—2012 годы».

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 горнообогати-тельной промышленности: ими можно облицовывать кузова самосвалов и вагонов, транспортные желоба загрузочных бункеров. Среди возможных изделий из этого полимера: броня боевых машин, эндопроте-зы, покрытия для лыж и сноубордов, искусственный лед для летних катков… Еще более привлекательными свойствами обладают композиты на основе СВМПЭ.

Отечественную технологию изготовления нанокомпозитов 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 наночастиц металлов или керамики. При этом красноярские ученые создали несколько способов получения наночастиц. Частицы металлов, а также оксида и нитрида титана размером 5–10 нм они синтезировали в электрической дуге низкого вакуума. Частицы оксида вольфрама диаметром 10—100 нм — в высокочастотной плазме. Из золы, которая попадает в трубы тепловых электростанций, им удалось выделить стеклянные микросферы и разделить их на фракции. Все эти наполнители затем применили для получения разных марок нанокомпозитов из СВМПЭ.

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

В конце концов были получены гранулы полиэтилена с добавками наночастиц, 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 наночастицами 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 нанокомпозитов из СВМПЭ, то они смогут заменить металлоконструкции во многих областях техники, за счет чего получится немалый экономический эффект.

 


Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Применение нанотехнологий

Путь в наносостояние

News image

Российской науке велено развиваться в прорывных направлениях. Но прорыв — это не только рывок вперёд, но...

Графена много не бывает

News image

Использование графена в электронных устройствах обретает все более конкретные очертания. Однако остается проблема снижения стоимости пр...

Молекулярные солнечные батареи

News image

В обзоре Hiroshi Imahori Electrophoretic deposition of donor-acceptor nanostructures on electrodes for molecular photovoltaics (J...

Призрачная угроза

News image

Ничто не вечно под луной Едва ли не все полезные изобретения и научно-технические разработки не только сп...

Нанотехнологии, которые нас убивают

News image

Мне всегда было интересно: какие отечественные нанотехнологии применяются для обеспечения хорошей погоды на политически важ...

Новый материал увеличит емкость чипов па

News image

Ученые из университета Северной Каролины создали композитный материал, который позволит радикально увеличить емкость компьютерных чипов па...

Секрет нанобомбы. Мода на приставку «нан

News image

Большинством анекдотов про нанотехнологии мы обязаны первому вице-премьеру Сергею Иванову, автору бессмертной фразы «Продукция на ос...

О спиновых кубитах (новости нанотехнолог

News image

Электронные спины рассматриваются как вероятные кандидаты в носители квантовой информации. Логические состояния спинового кубита «0» и ...

Новости нанотехнологий

Кремниевые нанотрубки выращивают без применения золота

Кремниевые нанопроволоки помогут уменьшить размеры микрочипов. Ученые из Института Физики микроструктур Макса Планка в Галле впервые разработали нанопроволоки на кре...

Казавшаяся трудноразрешимой задача придания изделиям из

Казавшаяся трудноразрешимой задача придания изделиям из графена желаемой формы оказалась подвластна капелькам воды – о пластичности графеновых наноструктур сообщают химики из...

Влияние полярности электрического поля на рост вертикал

Одно из наиболее перспективных направлений использования углеродных нанотрубок (УНТ) связано с разработкой холодных полевых эмиттеров на их основе. Уникальные особенности та...

Наноальтернатива таблеткам

  Одним из первых медицинских применений нанотехнологии стало разработанное учеными из США быстродействующее лекарство от импотенции, которое сможет соперничать таблетками Частицы препарата ...

Композиты медицинские «MBM — ЛН»

Справка о применении в клинической практике композитного материала «MBM — ЛН» Композитный материал «MBM — ЛН» представляет собой ткань черного цвета. Развитая по...

More in: Технологии, Наноматериалы, Наномедицина, НаноТехника , Новости

Популярные заметки:

Космический лифт и нанотехнологии

От фантастики к реальности КОСМИЧЕСКИЙ ЛИФТ - это лента, один конец которой присоединен к поверхности Земли, а другой находится на...

Medfield - атомная платформа третьего поколения

Компания Intel с громкого успеха начала освоение платформы для ультрамобильных персональных компьютеров, известных также как нетбуки, и MID-аппаратов – только по...

Волокнисто игольчатый композит

Текстильный материал черного цвета состоящий из случайно орентированых углеродних волокон и нитевидных кристалов. Электропроводен, стойкий к контактной электроэрозии, агресивным середам, эл...

Физики создали новую форму углерода

В графите каждый слой повернут относительно нижележащего на 60 градусов (на иллюстрации). В МЭГ этот угол равен 30 градусам. МЭГ состоит из углеродных сл...

Немецкий лазерный пинцет удостоен американской премии

Немецкая компания JPK Instruments (Берлин) была удостоена американской премии Prism Award for Photonics Innovation. Всего международное жюри оценивало более 135 прод...

Your are currently browsing this site with Internet Explorer 6 (IE6).

Your current web browser must be updated to version 7 of Internet Explorer (IE7) to take advantage of all of template's capabilities.

Why should I upgrade to Internet Explorer 7? Microsoft has redesigned Internet Explorer from the ground up, with better security, new capabilities, and a whole new interface. Many changes resulted from the feedback of millions of users who tested prerelease versions of the new browser. The most compelling reason to upgrade is the improved security. The Internet of today is not the Internet of five years ago. There are dangers that simply didn't exist back in 2001, when Internet Explorer 6 was released to the world. Internet Explorer 7 makes surfing the web fundamentally safer by offering greater protection against viruses, spyware, and other online risks.

Get free downloads for Internet Explorer 7, including recommended updates as they become available. To download Internet Explorer 7 in the language of your choice, please visit the Internet Explorer 7 worldwide page.