О концепции научно-технической программы союзного государства "разработка инновационных технологий и техники для производства конкурентоспособных композиционных материалов, матриц и армирующих элементов на 2годы" (стр. 1 )

ПОСТАНОВЛЕНИЕ СОВЕТА МИНИСТРОВ СОЮЗНОГО ГОСУДАРСТВА

18 июля 2012 г. N 17

О КОНЦЕПЦИИ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ПРОГРАММЫ СОЮЗНОГО ГОСУДАРСТВА "РАЗРАБОТКА ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ТЕХНИКИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КОНКУРЕНТОСПОСОБНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ, МАТРИЦ И АРМИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ НА 2ГОДЫ"

Вступило в силу 18 июля 2012 года

Совет Министров Союзного государства ПОСТАНОВЛЯЕТ:

1. Одобрить представленную Министерством промышленности и торговли Российской
Федерации и Белорусским государственным концерном по нефти и химии Концепцию научно-технической программы Союзного государства "Разработка инновационных технологий и техники для производства конкурентоспособных композиционных материалов, матриц и армирующих элементов на 2годы" (прилагается).

2. Определить государственным заказчиком - координатором указанной Программы Министерство промышленности и торговли Российской Федерации, государственным заказчиком - Белорусский государственный концерн по нефти и химии.

3. Государственному заказчику-координатору совместно с государственным заказчиком Программы в установленном порядке подготовить и внести проект Программы в Совет Министров Союзного государства для рассмотрения и утверждения.

4. Настоящее постановление вступает в силу со дня его подписания.

Председатель Совета Министров Союзного государства Д. Медведев

ОДОБРЕНА

постановлением

Совета Министров

Союзного государства

от 01.01.01 г. N 17

И. о. Министра Первый заместитель председателя

промышленности и торговли Белорусского государственного

Российской Федерации концерна по нефти и химии

КОНЦЕПЦИЯ

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ПРОГРАММЫ СОЮЗНОГО ГОСУДАРСТВА "РАЗРАБОТКА ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ТЕХНИКИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КОНКУРЕНТОСПОСОБНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ, МАТРИЦ И АРМИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ НА 2ГОДЫ"

Шифр "Компромат"

СОДЕРЖАНИЕ

1. Краткое описание предлагаемой для решения проблемы, анализ причин ее возникновения и обоснование актуальности ее решения для Союзного государства и государств-участников, предлагаемый вариант решения.

2. Цели и задачи Программы, предлагаемый срок ее реализации, ожидаемые результаты.

3. Перечень намечаемых основных мероприятий Программы.

4. Краткое описание механизма управления Программой.

5. Потребность в финансовых ресурсах на реализацию Программы в целом и по источникам финансирования с распределением по долевому участию и территориям государств-участников, по годам ее реализации, по направлениям расходования средств, по основным мероприятиям, с приложением необходимых расчетов и обоснований.

6. Предварительная оценка ожидаемой эффективности и результативности предлагаемого варианта решения проблемы.

7. Предполагаемые государственный заказчик-координатор, государственный заказчик Программы от государств-участников и сроки подготовки проекта Программы.

1. Краткое описание предлагаемой для решения проблемы, анализ причин ее возникновения, обоснование актуальности ее решения для Союзного государства и государств-участников, предлагаемый вариант решения

В соответствии с Договором о создании Союзного государства к совместному ведению государств-участников относятся: развитие науки, формирование общего научного, технологического и информационного пространства. Руководствуясь указанными положениями, Министерство промышленности и торговли Российской Федерации и Белорусский концерн по нефти и химии целенаправленно развивают российско-белорусское научно-техническое сотрудничество в области создания технологий и оборудования для производства химических и специальных волокон и нитей, полимерных и композиционных материалов.

С момента создания Союзного государства и до сегодняшнего дня по данной тематике разработано и реализовано две и заканчивается выполнение третьей программы Союзного государства. Государственными заказчиками этих программ были определены Министерство промышленности и торговли Российской Федерации и Белорусский концерн по нефти и химии, разработчиком и головным исполнителем - открытое акционерное общество "Центральная компания Межгосударственной промышленно-финансовой группы "Формаш".

Межгосударственная промышленно-финансовая группа "Формаш" создана Соглашением между Правительством Российской Федерации и Правительством Республики Беларусь от 01.01.01 г. с возложением на нее функций головной организации по созданию и производству оборудования для промышленности химических волокон и нитей.

В качестве одной из основных задач головной организации правительства обоих государств определили разработку и реализацию в данной области межгосударственных проектов создания и освоения выпуска новых видов оборудования, технического перевооружения предприятий, производства конкурентоспособной продукции. Выполняя это поручение, открытое акционерное общество "Центральная компания Межгосударственной промышленно-финансовой группы "Формаш" включилось в работу по подготовке и реализации программ Союзного государства, которая приносит достаточно весомые результаты.

Об этом свидетельствуют данные Постоянного Комитета Союзного государства, по поручению которого профессиональные оценщики провели экспресс-диагностику завершенных программ Союзного государства, в том числе и программы "Создание и организация серийного производства оборудования для выпуска специальных химических волокон на 2годы" - второй из реализованных программ, государственными заказчиками которых были Министерство промышленности и торговли Российской Федерации и Белорусский концерн по нефти и химии, а разработчиком и головным исполнителем - открытое акционерное общество "Центральная компания Межгосударственной промышленно-финансовой группы "Формаш".

В своем заключении по результатам выполнения этой программы специалисты выявили в ней 48 объектов интеллектуальной собственности. Восемь из них отнесены к формату ноу-хау, четыре - к патентно защищаемым, 21 - к полезным моделям, один - к экспериментальной модели.

Отмечена высокая экономическая эффективность этих работ. Если на разработку конструкторской документации и производство опытных образцов оборудования в 2годах было затрачено около 90 млн. российских рублей, то на сегодня капитализированная рыночная стоимость созданного за эти средства массива собственности оценивается в 2,75 млрд. российских рублей. То есть коэффициент капитализации по указанной программе составил 29 рублей, тогда как по другим программам на каждый вложенный рубль создавалось союзной собственности на 11 - 17 рублей.

Представляемая на рассмотрение Концепция научно-технической программы Союзного государства с рабочим названием "Разработка инновационных технологий и техники для производства конкурентоспособных композиционных материалов, матриц и армирующих элементов на 2годы" (далее - Программа) разработана на основе глубокого и всестороннего анализа перспектив развития производства и применения материалов конструкционного назначения, который показал, что в передовых странах разработка и производство современных композитов стали мощным стимулом развития техники и технологии, основой перехода к инновационной экономике. Это обусловлено прежде всего тем, что быстро растущие требования к тактико-техническим характеристикам современных и перспективных образцов гражданской и оборонной техники стало невозможным обеспечить без применения в конструкциях композиционных материалов.

Современные композиционные материалы в состоянии обеспечить достижение требуемых эксплуатационных характеристик, поддержать нужный уровень конкурентоспособности российской и белорусской продукции на международном и внутреннем рынках, сохранить и укрепить технологический и технический суверенитет промышленности, создать условия для коренного обновления экономики.

Президент Российской Федерации в своих посланиях Федеральному Собранию и в докладе Госсовету о Стратегии развития России до 2020 года сформулировал задачи инновационного развития, модернизации экономики, выхода страны в число мировых технологических лидеров, повышения уровня и качества жизни граждан, обеспечения безопасности. Решение указанных задач должно базироваться на создании диверсифицированной, инновационной, динамично развивающейся, конкурентоспособной национальной экономики, важнейшим критерием которой должно являться не только количественное приращение валового продукта, но и повышение качества и уровня жизни человека. Актуальность решения проблем ускорения научно-технического прогресса неоднократно подчеркивалась в посланиях Президента Республики Беларусь белорусскому народу и Национальному Собранию.

Технологии получения и обработки конструкционных наноматериалов включены в "Перечень критических технологий Российской Федерации", утвержденный Указом Президента Российской Федерации от 7 июля 2011 года N 899 "Об утверждении приоритетных направлений развития науки, технологий и техники в Российской Федерации и перечня критических технологий Российской Федерации".

Правительство Республики Беларусь своим постановлением от 19 апреля 2010 года N 585 утвердило "Перечень приоритетных направлений фундаментальных и прикладных научных исследований Республики Беларусь на 2годы", в который включены:

"новые материалы для промышленности, медицины и строительства, наукоемкие технологии их производства;

новые композиционные материалы на основе металлов, керамики и углерода, нано - и микроструктурированные материалы и способы их синтеза, нанотехнологии, моделирование и создание адаптивных материалов;

новые неорганические и композиционные материалы для дорожного, промышленного и жилищного строительства".

Решение научно-технических проблем разработки современных технологий и оборудования для производства конкурентоспособных композиционных материалов, матриц и армирующих элементов является одним из наиболее актуальных направлений развития высокотехнологичной отечественной промышленности, имеет важное социально-экономическое, экологическое и стратегическое значение для государств-участников.

Наиболее часто используется классификация композиционных материалов, в основу которой положено их деление по материаловедческому признаку. В соответствии с этой классификацией композиционные материалы (КМ) делятся на полимерные (ПКМ), металлические (МКМ), керамические (ККМ), углеродные (УКМ), углерод-углеродные (УУКМ) и гибридные (ГКМ).

Современные КМ обладают удельной прочностью и жесткостью в направлении армирования, в 4 - 5 и более раз превышающей удельную прочность и удельную жесткость стали и титановых сплавов. Широкое применение находят КМ с металлической матрицей, в качестве которой применяют алюминий, магний, никель, медь и другие. Наполнителем служат или высокопрочные волокна, или тугоплавкие, не растворяющиеся в основном металле частицы различной дисперсности.

Наиболее распространенными и востребованными в настоящее время являются ПКМ, а среди них - более всего УКМ, производимые на основе углеродных волокон. Они обладают уникальным комплексом физических, физико-химических, физико-механических и, как следствие, эксплуатационных свойств.

УКМ эксплуатируются в интервале температур от -250 °C до 4000 °C, при этом их механические свойства до температур порядка 2500 °C не хуже, чем при комнатной температуре, а в интервале от 1500 до 2200 °C даже подрастают.

УКМ не только не являются инородными телами в биологических средах человека, но и зачастую оказывают активирующее влияние при восстановлении поврежденных органов (например, суставных сумок при эндопротезах суставов, зубных имплантатов).

В Республике Беларусь и Российской Федерации наблюдается сильное отставание от высокоразвитых стран в производстве и потреблении полимерных композиционных материалов.

В Республике Беларусь в год в расчете на одного человека сегодня потребляется около 50 кг синтетических полимеров (для сравнения: в США потребляется более 150 кг, Западной Европе - 105 кг, среднемировое потребление составляет 31 кг). В Беларуси имеются перспективы наращивания к 2012 году объема производства полимеров до 800 тыс. т/год (или 80 кг на одного человека). Однако эти возможности увеличения объемов производства полимеров могут быть реализованы главным образом за счет увеличения производства волокон и нитей.

В то же время объем импортных закупок полимеров и готовой продукции из них в целом по Республике Беларусь превышает 1 млрд. долл. США. Значительная доля импорта приходится на ПКМ конструкционного назначения. Такие материалы крайне необходимы для обеспечения жизнедеятельности ряда отраслей, являющихся базовыми, как для Беларуси, так и России: автотракторное и сельскохозяйственное машиностроение, электроэнергетика, электроника, железнодорожный транспорт, строительство, производство товаров народного потребления. Это предопределяет необходимость проведения масштабных исследований и разработок, направленных на создание отечественных импортозамещающих и конкурентоспособных видов ПКМ и изделий из них.

Применение изделий из ПКМ способствует повышению производительности труда, снижению материало - и энергоемкости, улучшению качественных показателей продукции во многих отраслях промышленности и сельского хозяйства. Во многих странах темпы развития промышленности ПКМ опережают темпы роста других видов продукции (темпы ежегодного прироста потребления на уровне ~15%).

В то же время в России душевое потребление пластмасс и многих других видов химической продукции на порядок ниже уровня потребления в промышленно развитых странах. Значительная часть данной продукции экспортируется. При этом дисбаланс между производством и переработкой полимеров приводит к тому, что Россия является импортером готовых изделий, в том числе изготовленных за рубежом из отечественных полимеров. В структуре внутреннего потребления существенно возросла доля импорта по изделиям из пластмасс, по химическим волокнам и нитям, синтетическим красителям и полистиролу, лакокрасочным материалам.

Поэтому с целью ликвидации отставания России в области применения полимеров и, прежде всего, ПКМ конструкционного (инженерно-технического) назначения необходимо развитие в России композитной отрасли с темпами ежегодного прироста потребления ПКМ на уровне мировых. С целью формирования полноценной композитной отрасли в России необходимы и модернизация действующих, и создание новых предприятий по производству основных связующих и армирующих материалов для производства композитов, включающих полный технологический цикл переработки от исходного сырья до конечного продукта - изделий из ПКМ.

Спецификой производства ПКМ за рубежом является их большой ассортимент, широкое использование вторичного сырья и безотходных технологий, повышенная наукоемкость производства, необходимость использования специального дорогостоящего оборудования и сырья, а следовательно, развитого промышленного производства и научной базы страны.

Учитывая высокие темпы роста потребления этого вида материалов и большое разнообразие их ассортимента (международный рынок полиамидных композиций насчитывает более 3000 марок, полиэфирных - более 1000), а также появление новых областей применения, следует сделать вывод о том, что в ближайшие годы и в обозримом будущем в России и Беларуси должно быть обеспечено динамичное увеличение объемов создаваемых и производимых конструкционных композиционных материалов.

От состояния и развития отрасли, производящей композиционные материалы, во многом зависит, смогут ли Россия и Беларусь занять ведущее место среди государств, обладающих высокотехнологичной промышленностью и производящих продукцию, конкурентоспособную на мировых рынках. Достичь этого можно комплексным программно-целевым подходом к решению научно-технических проблем развития производства конкурентоспособных композиционных материалов, матриц и армирующих элементов. Предлагаемая для разработки Программа Союзного государства позволит сделать крупный шаг в создании современных технологий и прогрессивного оборудования - основной базы высокотехнологичной промышленности полимерных композиционных материалов.

2. Цели и задачи Программы, предлагаемый срок ее реализации, ожидаемые результаты

Главными целями Программы являются:

решение наиболее актуальных проблем создания современных технологий и оборудования для производства конкурентоспособных и импортозамещающих композиционных материалов, матриц и армирующих наполнителей для высокотехнологичных отраслей отечественной промышленности;

изготовление и испытания принципиально новых образцов экспериментального и опытного оборудования, необходимого для использования этих прогрессивных технологий в производстве востребованных рынком новых полимерных и композиционных материалов, в расширении их ассортимента и улучшении потребительских свойств в обеспечении потребности в материалах двойного назначения, уменьшении материалоемкости и энергоемкости производства; повышении конкурентоспособности продукции и освобождении от импортной зависимости в ее поставках;

развитие и укрепление научной, научно-технической и инновационной базы институтов, конструкторских бюро и предприятий, концентрация их потенциалов на приоритетных направлениях развития науки, технологий и техники.

Для достижения этих целей Программой в течение 2годов силами ориентировочно 40 российских и 34 белорусских ведущих академических и отраслевых институтов, предприятий и организаций химико-технологического и машиностроительного комплексов намечается:

провести фундаментальные НИР и ОКР по 30 темам;

разработать 54 принципиально новых технологических процесса;

спроектировать, изготовить и испытать 23 опытных образца современного оборудования;

создать и изготовить опытные партии не менее 59 новых видов продукции (без учета ассортиментного ряда), каждый из которых является либо принципиально новым, либо импортозамещающим видом продукции.

В целях получения объективного и всестороннего обоснования актуальности включаемых в Программу тем, достоверных данных об их научно-технической, экономической и экологической эффективности открытым акционерным обществом "Центральная компания межгосударственной промышленно-финансовой группы "Формаш" была сформирована Рабочая группа из числа руководителей, ученых и специалистов ведущих научных организаций и предприятий России и Беларуси в области разработки и производства композитов, матриц и армирующих материалов. В ее состав вошли представители следующих организаций: открытое акционерное общество "Институт пластмасс им. ", открытое акционерное общество "Национальный институт авиационных технологий", федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт синтетического волокна с экспериментальным заводом", открытое акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология", государственное научное учреждение "Институт механики металлополимерных систем имени " НАН Беларуси, государственное предприятие "Институт нефти и химии" Республики Беларусь, общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "Увиком", общество с ограниченной ответственностью "Суперпласт", общество с ограниченной ответственностью "Новые базальтовые технологии" и другие.

Деятельность Рабочей группы по подготовке Концепции позволила отобрать для включения в будущую Программу наиболее значимые проблемы, соотнести их с творческими возможностями имеющегося в России и Беларуси потенциала научно-технических коллективов. Актуальность включаемых в Программу научно-технических проблем подтверждается решением международной научно-технической конференции "Полимерные композиты и трибология". В работе конференции приняли участие 220 специалистов, которые представляли 101 организацию из 10 стран: Беларуси, России, Украины, Узбекистана, Армении, Азербайджана, Литвы, Молдовы, Польши, Германии.

Практическая значимость выдвигаемых проблем для реальной экономики поддерживается мнением более 30 ведущих промышленных предприятий и организаций России и Беларуси, выразивших готовность предоставить для реализации мероприятий Программы собственную производственную и лабораторную базу, изготовить опытные образцы создаваемого оборудования, провести их испытания, осуществить выпуск конкурентоспособных импортозамещающих материалов, разрабатываемых по программным заданиям.

Среди таких предприятий: открытое акционерное общество "Концерн радиостроения "Вега", открытое акционерное общество "Могилевхимволокно", открытое акционерное общество "Гродно Химволокно", производственное объединение "Минский тракторный завод", открытое акционерное общество "Волжский завод асбестовых технических изделий", открытое акционерное общество "Белшина", общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр "ГраНаТ", открытое акционерное общество "Борисовский завод пластмассовых изделий", открытое акционерное общество "Пинский завод искусственных кож" и другие.

Решение отобранных проблем позволит внести существенный вклад в перевод химической и смежных с ней отраслей отечественной промышленности на преимущественно инновационный характер развития, укрепить экономическую независимость и стратегическую безопасность России и Беларуси. Намеченные в Программе рубежи актуальных научных, технологических и технических решений позволят российским и белорусским конструкторам, технологам и производственникам выйти на самые передовые позиции мирового научно-технического прогресса, а по ряду разработок - занять лидирующее положение.

Первый раздел Программы предлагается посвятить решению технологических и технических проблем производства композиционных материалов.

Тема 1. "Разработка технологии производства сотовых заполнителей на основе стеклотканей для трехслойных силовых и средненагруженных конструкций воздушного, наземного и водного транспорта".

В последние годы в различных отраслях промышленности наблюдается увеличение объемов потребления сэндвичевых сотовых конструкций из композиционных материалов. Стеклопластиковые сотовые заполнители или стеклосотопласты (ССП) нашли широкое применение в авиационной технике при изготовлении трехслойных конструкций силового и средненагруженного назначения. Это носовые обтекатели самолетов, панели пола, фюзеляжа, крыла и киля, агрегаты механизации крыла, руля и др. В изделиях наземного и водного транспорта это могут быть панели пола или палубы, интерьера, различные перегородки, багажные полки, двери и другие элементы современных конструкций.

В настоящее время разработана и выпускается большая номенклатура ССП различного назначения. Однако, для широкого применения их в силовых трехслойных конструкциях, например панелях пола багажных отсеков, требуется повышение прочности ССП на 20 - 25 процентов.

Наряду с этим, по данным открытого акционерного общества "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология", необходимость увеличения объемов потребления ССП в 1,5 - 2 раза требует совершенствования технологии их производства как в части роста производительности, так и в части повышения экологической безопасности.

Существующая технология производства сотовых заполнителей представляет собой сложный многостадийный процесс, включающий нанесение клеевых полос на рулон стеклоткани, раскрой стеклоткани на заготовки и сборку сотопакетов, их прессование, растягивание сотопакетов до получения сотоблоков с правильной геометрией ячеек, пропитку сотоблоков раствором связующего и термообработку пропитанных сотоблоков для отверждения связующего.

Производительность участка по выпуску сотовых заполнителей зависит от габаритных размеров изготавливаемых сотоблоков. Размеры сотоблоков определяются применяемым технологическим оборудованием и оснасткой.

Лимитирующими стадиями производства, отвечающими за качество и количество произведенных сот, являются прессование сотопакетов, пропитка сотоблоков и их термообработка. При этом наибольшее выделение вредных веществ происходит на стадиях пропитки и термообработки пропитанных сотоблоков. Соответственно разрабатываемая технология и оснастка, модернизация оборудования должны обеспечить максимальное снижение вредных выбросов.

В настоящее время отечественная промышленность располагает специалистами по разработке сотовых заполнителей на основе стеклотканей, комплексом технологического и научно-исследовательского оборудования для создания современных сотовых материалов и технологий, интеллектуальной собственностью в виде полученных патентов и поданных заявок на изобретения, касающихся технологии изготовления ССП. Имеется опытный участок для производства сот. Однако существующая технология не соответствует современным требованиям по характеристикам выпускаемых ССП, их габаритным размерам, объемам производства и его экологической безопасности.

Выполнение данной темы позволит увеличить объем выпускаемых сот ССП со 120 до 250 куб. м/год, при этом будет создано дополнительно не менее 10 рабочих мест. Исследования, направленные на повышение экологической безопасности производства, позволят снизить количество вредных выбросов в атмосферу на 50 - 70%.

Тема 2. "Разработка технологии производства термопластичных композитов технического и бытового назначения и конкурентоспособных полимерных матриц на основе насыщенных полиэфиров, полимеров и сополимеров олефинов".

Поскольку в настоящее время потребности России и Беларуси в этих материалах в значительной степени удовлетворяются за счет импорта, что требует больших валютных затрат, вопрос о разработке и освоении выпуска импортозамещающих полимерных материалов многофункционального назначения является весьма актуальной задачей.

Состояние рынка и мирового производства этих материалов, а также появление новых областей их применения свидетельствуют о том, что в ближайшие годы и в обозримом будущем в России и Беларуси следует ожидать увеличения объемов потребления конструкционных термопластов.

Анализ важнейших тенденций развития техники и технологии переработки полимерных материалов свидетельствует о том, что прогресс в производстве конструкционных термопластов и их будущее будут определяться в первую очередь возможностью создания композитов с заданными структурой и функциональными (эксплуатационными) свойствами, расширением областей их применения в технике и быту, совершенствованием технологии и оборудования для их переработки в готовую продукцию.

Учитывая текущие и перспективные тенденции, реализация данного мероприятия предусматривает проведение исследований, создание на их основе и отработку в опытном масштабе следующих технологий:

получения новых типов базовых полимерных матриц;

изготовления огнестойких, крекингостойких и атмосферостойких композитов электротехнического назначения;

производства армированных пластиков конструкционного и триботехнического назначений;

создания композитов, в том числе нанокомпозитов, с улучшенными барьерными свойствами;

организацию малотоннажных производств аддитивов для получения и переработки полимерных композитов.

Реализация этих мероприятий позволит организовать опытное производство импортозамещающих и экспортоориентированных ПКМ и аддитивов, а также готовой продукции. В результате будет ограничен импорт полимерных композитов, аддитивов для их производства и готовой продукции, повышена конкурентоспособность отечественных ПКМ.

Тема 3. "Создание полимерных композиционных материалов для изготовления крупногабаритных деталей специального назначения (слоевые композиционные материалы на основе суперконструкционных полимеров; гибридные материалы; самоармирующиеся полимеры и пластики (САП) и т. д.)".

В настоящее время в мировой практике для изготовления крупногабаритных деталей используются следующие типы полимерных композиционных материалов:

препреги на основе термореактивных смол (общепринятое название этой группы материалов - SMS (Sheet Molding Compound) - листовой формовочный материал);

композиционные материалы на основе термопластичных полимеров (полипропилена, полиамидов, ПЭТФ, поликарбоната, полимерных смесей и сплавов, длинноволокнистые композиционные полимерные материалы);

слоевые композиционные материалы на основе суперконструкционных полимеров (например, КМ из полифениленсульфида (ПФС) и армирующего мата на основе углеродного волокна).

Следует отметить новые перспективные направления, где используются:

гибридные материалы (полимерные изделия с нанесенным на поверхность тонким слоем (~100 микрон) нанокристаллических сплавов металлов;

самоармирующиеся полимеры (изделия из высокоориентированных пленочных нитей).

Самоармирующиеся пластики (САП) - группа материалов, сочетающих технологичность и легкость рециклинга термопластов с отличными эксплуатационными характеристиками стеклонаполненных композиционных материалов. САП - это композиционные материалы, в которых не стекловолокно, а сам матричный материал выполняет функцию армирования. Их получают либо горячим прессованием (уплотнением), либо соэкструзией волокон термопластов, в результате чего образуется гомогенный твердый материал, в котором примерно на 80 процентов сохраняется структура исходного волокна. Чаще всего применяется полипропилен, хотя такой принцип может быть применен ко всем волокнам и лентам, перерабатываемым из расплава.

САП имеют ряд преимуществ, наиболее эффективными из которых являются:

низкий удельный вес в сочетании с прочностью и жесткостью, что позволяет достичь экономии в весе по сравнению с аналогичными стеклонаполненными материалами. При сохранении той же жесткости вес изделия уменьшается на 50 процентов;

исключительно высокая ударная вязкость, в том числе и при низких температурах;

более высокий уровень износостойкости по сравнению с обычными термопластами и композитами с волокнистым наполнителем;

простота рециклинга.

Тема 4. "Разработка технологий и оборудования для производства композиционных материалов на базе непрерывного базальтового волокна и его комбинации с другими армирующими элементами".

Композиционные материалы на основе НБН (базальтопластики) обладают высокими физико-механическими характеристиками. Особенно в сочетании с углеродными волокнами, о чем свидетельствуют данные, приводимые в нижеследующей таблице 1.

Таблица 1

┌────────────────────────┬──────────┬─────────────┬───────────────────────┐

│ Характеристика │ Сталь │Стеклопластик│ Базальтопластик <*> │

│ материалов │ │ │ │

├────────────────────────┼──────────┼─────────────┼───────────────────────┤

│Предел прочности при │ 200 │ 140 │ │

│растяжении, МПа │ │ │ │

├────────────────────────┼──────────┼─────────────┼───────────────────────┤

│Модуль упругости при │ 210 │ 56 ││

│растяжении, ГПа │ │ │ │

├────────────────────────┼──────────┼─────────────┼───────────────────────┤

│Плотность, кг/куб. м │ 7800 │ 1900 │ 1700 │

├────────────────────────┼──────────┼─────────────┼───────────────────────┤

│Теплопроводность, │ 47 │ 0,5 │ 0,3 │

│ккал/м-ч °C │ │ │ │

├────────────────────────┼──────────┼─────────────┼───────────────────────┤

│Удельное объемное │Проводник │ 10 │ 12 │

│электрическое │ │ 1,0x10 │ 4,0x10 │

│сопротивление, Ом-м │ │ │ │

└────────────────────────┴──────────┴─────────────┴───────────────────────┘

<*> В скобках приведены значения для случая использования гибридного базальтоуглеродного волокна. Показатели этих свойств могут быть значительно выше.

Наиболее перспективным, с точки зрения максимального использования свойств НБН, является применение их в качестве армирующего элемента как самостоятельно, так и в композиции с углеродными волокнами в премиксах и пресс-материалах (в международной терминологии ВМС - Bulk Mould Compound), выпускаемых на базе полиэфирных, эпоксидных, фенолформальдегидных смол.