700 KB - Полимерные материалы
advertisement
тема номера: ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ Композиционные материалы: производство, применение, тенденции рынка Союзом производителей композитов 22 ноября 2012 г. (отель «Марко Поло Пресня», Москва) была организована 6-я ежегодная Международная научно-практическая конференция «Композиционные материалы: производство, применение, тенденции рынка». В рамках мероприятия были рассмотрены вопросы, касающиеся производства и применения композиционных материалов, а также представлены новые технологии производства изделий из композитов для различных отраслей промышленности. Представители ведущих отечественных и зарубежных компаний рассказали о своих новых разработках и поделились опытом практического решения актуальных проблем. С оюз производителей композитов (СПК) России уже много лет работает по строго выполняемому плану, что не может не радовать всех тех, кто озабочен развитием современных прогрессивных направлений в промышленности, строительстве, транспорте, медицине и т. д. Проведение очередной конференции под названием «Композиционные материалы: производство, применение, тенденции рынка» подтверждает, хотя, может быть, и не такое быстрое, как хотелось бы, но поступательное движение в правильном направлении. Организаторы подготовили весьма насыщенную и разнообразную программу мероприятия, затрагивающую все аспекты деятельности в сфере композиционных материалов (KМ), и интерес слушателей к выступлениям не ослабевал до самого конца конференции. В качестве генерального спонсора конференции, оказавшего большую помощь в ее организации, выступила одна из ведущих инжиниринговых компаний на композитном рынке России – ЗАО «Техно Экспресс». На конференции было заявлено более 20 выступлений, прослушать которые собрались представители фирм – производителей КМ и их компонентов, создатели оборудования для обработки КМ, конструкторы изделий из КМ, исследователи из научно-технологических центров, представители высшей школы, в том числе из зарубежных стран, пред- 6 ставители отраслевых СМИ – всего более 150 человек. Конференцию открыл исполнительный директор СПК Сергей Ветохин, который поздравил участников с началом работы конференции и проинформировал собравшихся о создании Совета по композиционным материалам, возглавляемого министром промышленности и торговли, о принятых в октябре 2012 г. документах по поддержке развития производства и применения КМ, а также о ближайших планах деятельности СПК, в частности, в области разработки нормативной документации и расширения финансовой поддержки новых проектов. Одной из проблем, отмеченных г-ном Ветохиным, является подготовка высокопрофессиональных кадров как инженеров-технологов и инженеров-конструкторов изделий из КМ, так и рабочих. Поэтому не случайно организаторы конференции пригласили участвовать в ней представителей высшей школы из Москвы, Санкт-Петербурга и Самары. После открытия конференции первое слово было предоставлено заведующему кафедрой «Технология переработки неметаллических материалов» «МАТИ» – РГТ У имени К. Э. Циолковского профессору, д. т. н. Сергею Бухарову. Он фактически представил участникам кафедру, которая в 2013 г. отмечает свое 70-летие и которая начиная с 1976 г., кроме подготовки специали- стов широкого профиля по всему циклу технологии изделий из полимерных материалов (ПМ), стала заниматься также подготовкой и переподготовкой специалистов по всему комплексу технологии изделий из КМ. Образовательную деятельность кафедра успешно совмещает с научными исследованиями по различным направлениям полимерного и композиционного материаловедения, технологии формования деталей из ПМ и КМ, технологии соединения деталей и ремонта изделий с применением ПМ и КМ. Высокий уровень квалификации преподавательского состава (только профессоров и докторов технических наук на кафедре 8 чел.) сделал кафедру одной из передовых в составе МАТИ. Учебные планы, разработанные в МАТИ, легли в основу учебных планов, которые создавались затем в других вузах, Рис. 1. Автоматизированная линия для производства колесных пар позволяет максимально сократить расходы на персонал (источник: доклад А. Филатова) 2013 / № 2 тема номера: ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ где открывалась подготовка специалистов по КМ. Сотрудники кафедры являются авторами и соавторами монографий и учебных пособий по современным вопросам материаловедения и технологий изделий из ПМ и КМ, которые начали издаваться уже в первые годы начала применения этих материалов в технике. Однако накопленный потенциал в особой степени проявился в результатах издательской деятельности в последние несколько лет. В заключение своего выступления г-н Бухаров отметил, что в планах кафедры, кроме совершенствования учебных программ, в соответствии с требованиями времени предусмотрено активное участие в выполнении новых проектов, которые реализует современная промышленность, в том числе в сотрудничестве с СПК. Информацию об организации и планах работы центра «Материаловедение и технология новых материалов» при МГТУ «СТАНКИН» обнародовал руководитель этого центра, заведующий кафедрой композиционных материалов Александр Красновский. Затем последовательно состоялись три сессиисекции конференции: • «Технологии и оборудование для производства изделий из композитов»; • «Опыт разработки, использования и применения композиционных материалов»; • «Сырье и материалы для производства изделий из композитов». Технологии и оборудование для производства изделий из композитов Запланированную работу первой секции конференции открыл генеральный директор компании ЗАО «Техно Экспресс» Андрей Филатов, который сообщил о том, как реализуются в компании мировые тенденции в области производства и обработки изделий из КМ. Компания была создана в 2004 г., является партнером холдинга СТК «Союз» и специализируется на поставках новейших технологий и промышленного оборудования для предприятий авиационной, космической и судостроительной отраслей. В стратегическом плане ее деятельность направлена на содействие развитию оборонно-промышленного комплекса РФ. Для нее характерна современная комплексная работа с предприятиями, включающая в себя технический аудит, инжиниринг, поставку оборудования, сервис, диагностику и финансирование. Сфера деятельности охватывает почти все ключевые технологии, в том числе производство изделий из КМ. Докладчик в форме презентаций продемонстрировал обширные связи с зарубежными мировыми лидерами в этих технологиях. В секторе обработки КМ к ним отнесены компании Lectra, ZLaser, Microsam, Belotti. Г-н Филатов привел примеры успешного применения передовых технологий в таких компаниях, как ОАО «ИСС имени М. Ф. Решетнева», «ЗЭМ» РКК «Энергия» и ЦНИИМаш, примеры разработки проектов с использованием 3D-моделирования и автоматизации производства ряда изделий (рис. 1). Важной стороной деятельности компания считает обучение кадров, способных осваивать современные технику и технологии. www.polymerbranch.com 7 тема номера: ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ Продолжил информировать участников конференции о достижениях компании ЗАО «Техно Экспресс» другой ее представитель из группы производства и обработки КМ Игорь Тополов. Он сообщил об активном участии представителей компании в организации семинаров и конференций в различных городах России – Москве, Санкт-Петербурге, Самаре, Ростове-на-Дону, Казани и др. Основное внимание докладчик уделил проблемам изготовления новых изделий из полимерных КМ (ПКМ) и утилизации их отходов. Наибольший интерес вызвали конструкторско-технологические разработки, среди которых технология изготовления двутавровой протяженной балки с искривленной стенкой и автоматизированная выкладка заготовок из сверхтонких препрегов с поверхностной плотностью 30–50 г/м2. Благодаря точным расчетам удалось создать прочное ступенчатое соединение отдельных слоев многослойного ПКМ. Проведя анализ различных методов утилизации как препрегов, так и готовых ПКМ, специалисты компании «Техно Экспресс» создали оригинальный метод расщепления обрезков препрегов на кусочки жгутов, которые затем, попадая на конвейер, склеиваются и поступают на формование. Сохранить структуру и практически на 100 % исходные свойства углеродных волокон позволяет высокотемпературный пиролиз отходов углепластика в течение 20–60 с в солевых расплавах. В унисон с выст уплениями представителей компании «Техно Экспресс» прозвучало обстоятельное сообщение представителя фирмы Mikrosam (Македония) Ольги Дрозюк. Эта фирма, работающая в тесном контакте с компаниями Cytec и Hexel, специализируется на проектировании и изготовлении оборудования для выкладки заготовок деталей из препрегов ПКМ, а также для производства препрегов различной ширины на основе как реактопластов, так и термопластов. Докладчик показала, как в зависимости от сложности формы изделия, в частности от радиуса кривизны тел вращения, следует изменять ширину ленты наматываемого препрега. Узкие 8 ленты изготавливают путем разрезания широких лент на специально созданных фирмой станках. Для непрерывной намотки с большим расходом препрегов используются склеенные своими концами ленты. Места склеивания предложено маркировать точками. Разработанные программы намотки или выкладки позволяют после контролируемой отметки места склеивания производить остановку процесса и удаление утолщенного участка ленты. В детальном, хорошо иллюстрированном докладе генерального директора фирмы Stevik SAS (г. Щелково, Московская обл.) Виктории Руппель было убедительно показано, что многогранная деятельность этой научно-производственной организации находится на подъеме. Она включает в себя разработку оригинальных технологий, реализацию этих технологий в разрабатываемых оборудовании, приспособлениях и оснастке, поставку всех основных технологических материалов для пропитки под давлением и автоклавного формования. В частности, для пропитки под давлением создан автоматический центр «ТИАЦ», состоящий из нескольких модулей, на котором осуществляется подготовка материалов, пропитка волокнистого наполнителя и отверждение связующего. Все операции выполняются по программируемой технологической карте. Для формования деталей сложной формы предлагается вымываемая водой оснастка. Большой интерес для тех, кто решает проблемы экономичного и длительного применения ПКМ, вызвала часть доклада г-жи Руппель, посвященная разработкам компании Stevik SAS в области ремонта изделий из этих материалов. Фото 1. Комплект оборудования «ОЛЬГА» для создания локального избыточного давления на плоской поверхности до 1,5 атм и максимальной температуры ремонта 180 °C (источник: доклад В. Руппель) Предлагаемые технологии ремонта основаны на использовании методов приформовки и склеивания. Для ультразвукового исследования повреждений в изделиях из ПКМ создан аппарат «ЭЛИЗА». Управление процессом нагрева осуществляется с помощью аппарата марки «АНИТА». Для обработки поврежденных участков изделия и изготовления ремонтных накладок разработан аппарат «ЛЕСЛИ» с полным набором инструментов и приборов управления. Удобны для выполнения ремонтных работ на сложных поверхностях эластичные электрические нагреватели различной формы, работающие от сети с напряжением как 220 так и 380 В. Не только при ремонте, но и при формовании деталей, требующих более высокого, чем при вакуумном методе, давления для монолитизации ПКМ, может быть использована установка марки «ОЛЬГА» (фото 1), оснащенная пневмокамерой, рассчитанной на давление до 1,5 атм. Еще более широкому применению ПКМ на основе термопластичных матриц должна способствовать разработанная компанией Stevik SAS аппаратура для индукционного нагрева, которая позволяет выполнять ремонтную сварку таких ПКМ, в том числе на основе тугоплавких матриц ароматической природы. Индукционный нагрев, характеризующийся своей локальностью и экономичностью, привлекателен и для соединения накладок из углепластика с металлическими поврежденными изделиями. Для управления индукционным нагревом создан прибор «МАКСИМ». Интерес у слушателей вызвала также разработка компании Stevik SAS в виде так называемого термо- Фото 2. Вставленный в отверстие термоболт в сборе (условно, в целях наглядности, показана прозрачная деталь, имитирующая ремонтируемую) (источник: доклад В. Руппель) 2013 / № 2 тема номера: ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ болта (фото 2), предназначенного для ремонта локальных расслоений, часто встречающихся при сверлении отверстий в ПКМ. Термоболт осуществляет контролируемый нагрев зоны повреждения и одновременное сдавливание склеиваемых слоев ПКМ в прилегающей к отверстию зоне. В сферу деятельности компании Stevik SAS входит также обучение персонала, в том числе с выездом сотрудников заинтересованных фирм в Париж, Монреаль и другие города. В докладе директора по развитию компании ГК «Машспецстрой» (г. Пермь) Александра Шаклеина были представлены оборудование и технологии для изготовления крупногабаритных изделий из КМ – опор ЛЭП и линий освещения автодорог, вышек связи, емкостей, профилей и труб (фото 3). Предприятие, давно освоившее производство стеклопластиковых труб методом намотки, является одним из ведущих в России в области проектирования и изготовления перечисленного выше оборудования. Работая с 2000 г., оно выполняет весь комплекс работ, начиная с предварительного консультирования заказчика и заканчивая сервисным обслуживанием на протяжении всего срока эксплуатации оборудования. В докладе были представлены линия «ЛИСТ-400» для изготовления труб диаметром от 100 до 600 мм и длиной 3, 6, 9 и 12 м из эпоксидного стеклопластика, линия «ЛИСТ-2400» для .изготовления труб диаметром от 300 до 2600 (3600) мм из полиэфирных стеклопластиков, линии «ЛИСА-1», «ЛИСА-2» и «ЛИСА-4» для изготовления профилей для армирования бетона методами пултрузии и нидлтрузии, оборудование для изготовления опор ЛЭП диаметром 1 м и высотой 37 м, а также для производства вертикально устанавливаемых емкостей диаметром до 8 м и длиной до 8 м. Предприятие освоило как технологию намотки, так и центробежного и комбинированного формования емкостей. Докладчик привел примеры успешного применения продукции предприятия и результаты исследования ускоренного старения профилей из ПКМ в НИИЖБ, в ходе которых было установлено, например, что профили из базальтопластика хуже себя ведут при воздействии температуры 80 °С и щелочи в течение 7 суток, чем профили из стеклопластика. Два следующих доклада были посвящены моделированию технологий изготовления элементов конструкций из ПКМ. Так, от имени входящей в состав «Рускомпозит» компании ООО «Композит Сольюшен» выступил ее генеральный директор Александр Сапожников с докладом о моделировании процессов и оценке свойств изделий и конструкций из ПКМ. Значительная часть выступления была посвящена новым для оте­чественной промышленности крупногабаритным конструкциям, в частности пролетам мостов размером 20×2,28 м, изготавливаемым пропиткой под давлением. В докладе главного конструктора компании ООО «Фрактальные системы» Геннадия Прокофьева на тему «Исполнительные системы формообразования эффективных оптимальных конструкций» упор был сделан на оптимизацию конструкций, изготавливаемых методом выкладки. Внешний вид и другие показатели конструкции с высокими тактико-техническими характеристиками формируются на ранних стадиях www.polymerbranch.com 9 тема номера: ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ а Фото 3. Компания ГК «Машспецстрой» предлагает широкий спектр оборудования для производства стеклопластиковых эпоксидных труб и других крупногабаритных изделий из ПКМ (источник: доклад А. Шаклеина) проектирования изделия, а их оптимизация выполняется на стадиях разработки и проектирования конструкций. Основными параметрами оптимизации конструкции, изготавливаемой выкладкой, служат геометрические формы поверхности, состав ПКМ и схема армирования. Точная укладка препрегов вдоль заданной траектории армирования на «сложных» поверхностях и автоматическое управление технологическими параметрами этого процесса требуют применения автоматизированных технологий формообразования. Докладчик привел характеристики автоматизированных устройств для выкладки, примеры формирования выкладкой а б Фото 4. Автоматизированная выкладочная установка (а) и изделия, изготовленные с заданными схемой армирования и толщиной стенки (б) (источник: доклад Г. Прокофьева) поверхностей изделий (фото 4) с заданными распределением толщины и направлением армирования, что требует определенной компоновки выкладочного оборудования. Опыт разработки, использования и применения композиционных материалов Насыщенной программой отличалась и работа второй секции конференции. Выступивший от имени кафедры «Наноструктурные, волокнистые и композиционные материалы» имени А. И. Меоса СанктПетербургского государственного университета технологии и дизайна Владимир Лысенко в своем докладе ознакомил слушателей с разработками кафедры в области создания пористых углерод-углеродных КМ (УУКМ). В основу своих разработок и исследований кафедра положила системный подход и информационное моделирование, охватив тем самым все стадии процесса изготовления УУКМ. Сотрудниками кафедры разработаны технологии изготовления основных типов исходных связующих для УУКМ (полиакрилонитрила, полиоксадиазола, гидратцеллюлозы, феноло-формальдегидного связующего, наполненных углеродными микро- и наночастицами) и изучены свойства этих материалов. Кроме того, исследованы особенности высокотемпературного передела этих связующих при получении пористых УУКМ, созданы технологии производства целого ряда пористых УУКМ: двухслойных, модифицированных нановолокнами, бумаг из нанотрубок, а также изделий, изготавливаемых электростатическим формованием из ПАН-микронитей, электрофлокированием и др. Создаваемым пористым УУКМ можно придавать требуемые характеристики, позволяющие их применять в таких ответственных областях как тепло- и огнезащита, в элементах водородной энергетики, при изготовлении электродов электрохимических устройств, нагревателей, элементов электропроводящих покрытий, датчиков температуры, датчиков химических сред и др. Технический директор компании ООО «Новые композиционные ма- б Фото 5. Автоматизированная пултрузионная линия для производства стеклопластиковых оконных профилей (а) и ее обслуживание (б) (источник: доклад А. Окунева) 10 2013 / № 2 тема номера: ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ териалы» (г. Саранск) Алексей Окунев в своем докладе «Создание пултрузионного производства стеклопластиковых оконных профилей в г. Саранске» поделился опытом применения известного метода пултрузии для автоматизированного производства профилей из стелопластика на основе реактивного полиэфирного связующего на новом предприятии Мордовии, оснащенном оборудованием фирмы Pultrusion Concepts (США) (фото 5). Применение этих профилей успешно освоено в таких отраслях, как строительство и производство транспортных средств. Отчасти именно поэтому доклад, посвященный оконным профилям, получившим марку winpul, вызвал большой интерес со стороны участников конференции. Докладчик аргументированно показал преимущества стеклопластиковых профилей перед стальными, алюминиевыми, деревянными, поливинилхлоридными (ПВХ) и стеклянными. К числу наиболее важных преимуществ относятся одинаковые значения температурного коэффициента линейного расширения стеклопластика и оконного стекла, низкие горючесть и дымообразование, хорошая окрашиваемость, что, несомненно, делает их весьма привлекательными для изготовления оконных рам (см. таблицу). Конструктивной особенностью новых профилей является наличие в них четырех уголковых соединений. Следует заметить, что одной из причин перехода на массовое производство оконных и других рам из ПВХ послужила возможность их сварки в расплаве. Без решения проблемы соединения заготовок из стеклопластиковых профилей их востребованность сомнительна. На это указал в своем вопросе докладчику автор данной статьи. Краткое сообщение о начале выпуска стекловолокна марки Advantex на объединившемся с фирмой «Owens Corning» (США) предприятии в г. Гусь-Хустальном сделал менеджер компании ООО «ОСВ Стекловолокно» Радик Янабаев. Достоинством нового для России стекловолокна является его длительная (до 50 лет) химическая стойкость по сравнению с волокнами на основе алюмоборосиликатного стекла типа Е, что связано с отсутствием в составе оксида бора и меньшим содержанием оксидов щелочных металлов. Новое производство рассчитано на мощность 40−60 тыс. т стекловолокна в год. Значительную часть выпускаемого стекловолокна планируется использовать в производстве ПKM. В этой связи докладчик остановился на развитии рынка ПКМ, и в частности охарактеризовал распределение этих материалов, объем производства которых оценивается на уровне около 7 млрд долл. США, по областям применения (рис. 2). Об очень востребованном применении ПКМ в конструкциях летательных аппаратов рассказал в докладе «Опыт работы Инженерного центра «ИКАР» по применению композитных материалов в конструкциях самолетов компании AIRBUS» директор по развитию бизнеса созданной 10 лет тому назад компании ЗАО «Инженерный центр «ИКАР» Сергей Виноградов. Докладчик начал свое выступление с демонстрации результатов выполнения первых проектов в 2003−2004 гг., связанных с разработкой эскизных проектов барьерной стенки верхней палубы и зоны www.polymerbranch.com 11 11 тема номера: ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ Результаты испытаний стеклопластиковых оконных профилей (источник: доклад А. Окунева) Показатель Прочность при растяжении, МПа Модуль упругости при растяжении, ГПа Изменение линейных размеров после теплового воздействия, % Изменение цвета профилей*, % Изменение ударной вязкости*, % Термическое сопротивление, м2∙К/Вт * После облучения в аппарате «Ксенотест». Водоснабжение – 10 % Значение нормативное фактическое ≥ 300 330 ≥ 15 20 ≤ 1,0 0,9 ≤ 10 ≤ 25 0,60–0,69 9 22 0,64 Авиация и космос – 2 % Транспорт – 24 % Энергетика – 12 % Бытовой сектор – 15 % Жилищное строительство – 17 % Промышленность – 20 % Рис. 2. Характерное распределение ПКМ по областям применения (источник: доклад Р. Янабаева) грузовой двери основной палубы самолета А380F. В 2005−2007 гг. инженерный центр участвовал в НИР по разработке конструкции и технологии изготовления закрылка самолета А320. Были проанализированы 14 концепций, 3 из которых подверглись детальной проработке. В результате комплексных исследований была выбрана многолонжеронная схема и изготовлен методом пропитки под давлением опытный, состоящий из трех продольных элементов закрылок длиной 3 м. После стендовых испытаний изготовили летный углепластиковый закрылок длиной 7 м. При выполнении этого проекта был приобретен богатый опыт по минимизации массы, сборке, неразрушающему контролю, созданию оборудования и оснастки, обеспечению точности изготовления деталей и всего изделия, проведению испытаний и ремонту. С наибольшими затруднениями специалисты столкнулись при гибридизации конструкции, а именно при сочетании металлических и композитных элементов закрылка. В рамках программы, посвященной аэробусу А350XWB, инженерный центр решал уже круг более 12 сложных задач по внедрению ПКМ в конструкцию самолета, среди которых были интеграция пассажирских и грузовой дверей в конструкцию фюзеляжа, интеграция хвостовой секции, разработка конструкции грузового пола хвостовой секции, разработка стыкового узла в зоне гермошпангоута. При этом для изготовления разных частей фюзеляжа были применены специфические технологии. Одна из секций была изготовлена сочетанием намотки и выкладки (рис. 3). Стрингеры шляпообразного сечения из полностью отвержденного углепластика приформовывались к обшивке панелей в процессе отверждения связующего последних. Стыковочные фасонные детали для соединения панелей со шпангоутами изготавливали из полифениленсульфидного углепластика. Запуску программы А350XWB предшествовало создание нормативного документа «Руководство для конструкторов» и разработка методик расчета элементов конструкций, в том числе для наиболее сложных узлов – с применением метода конечных элементов. Согласно разработанному руководству типовые узлы создаются на основе стандартных технических решений. Для проверки правильно- сти методик расчета были созданы два испытательных демонстратора в натуральную величину. В заключение своего выступления докладчик высказал готовность инженерного центра поделиться своим опытом с разработчиками изделий из КМ и пригласил участников конференции к сотрудничеству в области реализации новых проектов. Весьма ответственными как в летательных аппаратах, так и в ряде наземных объектов являются элементы из ПКМ, входящие в конструкции средств защиты и воспринимающие во время эксплуатации высокие динамические нагрузки. К ПКМ для изготовления этих элементов предъявляется ряд специфических требований. О том, какие задачи решают их разработчики, было сообщено от имени группы специалистов компании ЗАО «Центр высокопрочных материалов «Армированные композиты» (г. Хотьково, Московская обл.) в докладе инженера Любови Зайцевой. Специфика применения ПКМ, о которых шла речь в выступлении, заключается в высокоскоростном ударном нагружении в процессе эксплуатации изготавливаемых из них изделий, таких как, например, средства индивидуальной защиты: во время действия ударников ПКМ воспринимают энергию от 120 до 15 000 Дж. Одной из актуальнейших проблем высокоскоростной механики конструкций из ПКМ является выбор наполнителей и связующих, а также оптимизация их структурных параметров. Авторы работы установили, что компоненты стандартных эпоксидных связующих (эпоксидный олигомер, ангидридный отвердитель типа МТГФА, разбавитель типа ДЭГ1) в результате миграции в традиционные арамидные волокна вызывают Рис. 3. Одна из секций фюзеляжа самолета А350XWB, изготавливаемая методом бесстыковой намотки с выкладкой, задает контур для сборки хвостовой секции (источник: доклад С. Виноградова) 2013 / № 2 тема номера: ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ их разупрочнение. В результате системных исследований был подобран новый класс смол – моно(олиго) циклокарбонаты с концевыми эпоксидными группами. После отверждения первичными аминами в матрице образуются гидроксиуретановые группы, в результате чего появляется возможность создания прочных связей между арамидными волокнами и эпоксидной матрицей. Модифицирование эпоксидных смол моно(олиго) карбонатами привело к повышению энергии разрушения на 45 %. Высокие механические характеристики волокон сохраняются также в ПКМ с полиуретановой матрицей, которая из-за высокой молекулярной массы (8000−10000) не проникает внутрь армирующего материала. Г-жа Зайцева особо отметила, что полиуретановые ПКМ хорошо работают в гибридных конструкциях, в которых в качестве лицевого (фронтального) слоя используется керамический материал, а в качестве материала подложки – волокнистый ПКМ. Представитель компании ОАО «Центр технологии судостроения и судоремонта» (г. Санкт-Петербург) www.polymerbranch.com Ольга Федорова в докладе «Применение современных высокопрочных клеев в судостроении» сообщила о переходе на использование в отечественном судостроении лучших зарубежных клеев, в частности, всемирно известной фирмы Henkel. Переняв современный опыт, специалисты компании усовершенствовали монтажные работы и улучшили экологические условия труда. Директор организации «Строительный кластер» при компании ОАО «НИИ Графит» Владимир Канусевич в своем выступлении рассказал о том, как в отечественном строительстве осваивают давно известный за рубежом опыт ремонта ослабленных строительных конструкций и строительства новых объектов с использованием ПКМ. Сырье и материалы для производства изделий из композитов В работе третьей секции конференции широко участвовали представители зарубежных фирм, которые давно работают на рынке России. Они своими поставками компенсируют отсутствие некоторых российских компонентов ПКМ или предлагают более качественную, чем российская, полимерную продукцию. Уже не в первый раз в работе конференций, организуемых СПК, участвует фирма Ashland. На сей раз с докладом на тему «Биосмолы» выступила технический директор финского завода по производству смол фирмы Ashland Туула Маннермаа. Фирма одной из первых, еще 10 лет тому назад, обратилась к созданию смол на основе возобновляемого сырья. Биосмолы были применены для изготовления материалов типа SMC. Сырьем служили соевое масло и получаемый из сахара этанол. Созданные полиэфиры восьми марок семейства Envirez отличаются своими технологическими свойствами, позволяющими использовать их при контактном формовании, напылении, пултрузии, пропитке под давлением, непрерывном ламинировании. Содержание биосмол в связующих колеблется от 13 до 22 %. Отвержденные продукты по своим характеристикам не уступают материалам, полученным из продуктов переработки нефти. 13 тема номера: ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ Качество ПКМ в значительной мере зависит от монолитности матрицы, которая обеспечивается различными технологическими приемами и средствами, а также выбором соответствующих параметров технологического процесса. Проблеме обеспечения монолитности матриц на основе жидких связующих с помощью специальФото 6. Биосмолы серии ENVIREZ ных модификаторов был посвящен применяются для изготовления корпусов, доклад представительниц фирмы внутренней отделки и палуб малотоннажных «Byk Chemie» Саши Хуберс и Ласудов (источник: доклад Т. Маннермаа) рисы Стрижовой на тему «Теория Созданный гелькоут марки Maxguard деаэрации/пеногашения». В своем NP характеризуется уменьшением на выступлении они осветили тео30−50 % выделения стирола по срав- ретические вопросы образования нению со стандартным гелькоутом. воздушных включений в пропитыНовый гелькоут получил сертификат вающем наполнитель связующем, в типа LEED, подтверждающий высо- покрытиях и в смешиваемых комкий уровень материала с точки зрения позициях и удаления их из жидкоэкономии энергии при его использо- стей. Подробно были рассмотрены вании и безопасности для окружаю- механизм пеногашения и деаэрации щей среды. ФИФА рекомендовала с помощью ряда разработанных использовать LEED-сертификацию на фирмой добавок – диаэраторов. всех стадионах мира и, в частности, в Далее представитель фирмы России при подготовке чемпионата Evonik Сергей Катаев расскамира 2018 г. В качестве примеров зал о различного типа силанах, успешного применения, получаемых предназначенных для улучшения на основе биопродуктов ПМ, в том адгезии между основными групчисле армированных волокнами, в пами связующих и армирующими докладе были приведены строитель- стеклянными волокнами, а также о ные объекты серии «зеленая архитек- других компонентах ПКМ. Из чистура», предметы сантехники, мебель ла реактивных связующих своими и малотоннажные суда (фото 6). свойствами выделяются бисмаВыступивший вслед за г-жой леинимиды семейства Compimide Маннермаа специалист той же (их начали создавать 30 лет тому фирмы Ярослав Яжевский рассказал назад), эластифицированные проо разработках полиэфирных смол дуктом Albipox эпоксидные свядля производства пожаростойких зующие, полиэфирамидные смолы материалов, не содержащих га- семейства Calidur (обеспечивают логенов, галогенизированных не- температуру стеклования матрицы насыщенных полиэфирных смол, 200 °С), специальная композимодифицированных акрилатных ция на основе ПММА и ММА из смол, не содержащих галогенов семейства Degaplast. Из группы и триоксида сурьмы для гелькоутов. термопластичных полимеров были В качестве альтернативы галогенам представлены ПЭЭК семейства в них использован другой анти- Vestakeep, полифталамид семейпирен – гидроксид алюминия. Раз- ства Vestamid, прозрачный ПА работанные несколько марок смол семейства Trogamid. В линейку семейств Hetran, Modar и Maxguard продукции компании Evonik входят отличаются методами нанесения также представляющие интерес для на защищаемые поверхности, ме- отечественных производителей ханическими и теплофизическими изделий из ПКМ нанонаполнихарактеристиками, показателями тели из SiO2 семейства Nanopox, огнестойкости и дымообразования. силоксановые эластификаторы, Cреди них есть и тиксотропные со- ангидриды для синтеза полиимиставы. Смола марки Hetron F 805 дов, полиизоцианаты семейства TF имеет кислородный индекс 50 % Vestanat, алифатические и циклоаи предназначена к использованию в лифатические диамины семейства Vestamin, пенопласты семейства железнодорожном транспорте. 14 Rohacell на основе полиметакрилимида (теплостойкость – 200 °С). Краткое сообщение о коррозионно- и огнестойких материалах на основе эпоксивинилэфирных смол семейства Vipel и полиэфирных смол семейства Firepel фирмы AOC сделал ее менеджер Леонид Райхлин. Виктор Кибол, заместитель генерального директора по инновациям компании ООО «Судогодские стеклопластики», выступил с докладом о производстве композитных материалов с силикатным наполнителем на основе непрерывных волокон из горных пород, в котором особо остановился на создании производства армирующих материалов из андезитовой горной породы (содержание оксида кремния – 62 %), с рабочей температурой 900 °С, а после специальной обработки – до 1100 °С, и с прочностью при растяжении на 25 % более высокой, чем у базальтовых волокон. Конференция прошла на высоком организационном и научнотехническом уровне при заполненном зале и активном участии как докладчиков, так и присутствовавших специалистов. Оргкомитет пригласил представителей компаний, всех участников конференции вновь встретиться на мероприятиях, запланированных союзом на 2013 г. (более подробно см. на сайте www.uncm.ru). Подготовил с использованием пресс-материалов СПК Г. В. Комаров, д. т. н., «МАТИ» – РГТУ имени К. Э. Циолковского Composite Materials: Production, Application, Market Trends G. V . Komarov On Thursday, 22nd of November, 2012 the 6th annual international theoretical-practical conference «Composite materials: production, application, market trends» took place in the hotel «Marco Polo Presnya». The conference was organized by the Union of composites manufacturers. In the framework of the event there were discussed issues of production and application of composite materials. Also there were presented the newest technologies of usage of composites for production of various articles for different industry branches. Speakers from leading domestic and foreign companies presented their new develop­ ments and share their practical experience in solving some pressing problems. 2013 / № 2
