Применение новых полимерных материалов в машиностроении

Применение новых полимерных материалов в машиностроении

,

Казанский государственный технологический университет

5; *****@***com

Мы представляем одну из своих разработок последнего времени - новый класс полимерных материалов на основе полидициклопентадиена.

Такие материалы получают в результате протекания реакции метатезисной полимеризации с раскрытием цикла из мономера эндо-дициклопентадиена.

В нижнем кольце еще остается двойная связь. Эта двойная связь может участвовать в реакции виниловый полимеризации, в результате чего мы получаем сшитый термореактивный материал.

ПДЦПД – это новый тип материала, который может заменять металл, стеклопластик и ряд полимеров в силу своих уникальных свойств. Полидициклопентадиен имеет низкую плотность, высокую ударопрочность, которая сохраняется при низких температурах (-60 С), высокую химическую и термическую стабильность в широком диапазоне рабочих температур и высокую устойчивость к воздействию агрессивных сред, стойкость к ультрафиолету, воде, бензо-маслостойкость (в частности прочность при растяжении 46 МПа, прочность на изгиб 80 МПа, твердость по Роквеллу HRC 115), практически нет ограничений по размерам и толщине изделий (до 20 кв. м.),

Материал легко обрабатывается, склеивается и окрашивается.

Преимущества переработки данных олигомеров.

·  простая схема смешения компонентов и отсутствие необходимости применения дорогостоящих термопластавтоматов, как при переработке полипропилена, полиэтилена;

·  упрощение изготовления пресс-оснастски изделий, при переработке композиций поддерживается давление 2-3 атм.

Область применения:

·  химическая и электрохимическая промышленность (емкости, баки)

·  сельскохозяйственные машины и погрузчики (бампера, крылья, накладки и т. д.)

·  тракторы (крышки двигателя, крылья, части кабины и т. д.)

·  грузовой транспорт (бамперы, боковины, спойлеры, накладки, дефлекторы, емкости для давления и т. д.)

·  пассажирский транспорт: автобусы, микроавтобусы, минивэны (бамперы, боковины, спойлеры, накладки, дефлекторы, подкрылки, армирование сидений, облицовочные, панели и т. д.)

·  другое: автотюнинг, армирующие детали, строительство, крупные изделия сложных форм для спортивных сооружений, высокопрочные (пуленепробиваемые) перегородки, а также материалы для микроэлектроники, оптики и др., возможность использования в качестве элементов внутренней отделки.

Более 50 лет назад были разработаны технологии производства полидициклопентадиена «Telene» и «Metton». Однако они имеют ряд недостатков: для их осуществления требуются инертная атмосфера, высокая степень чистоты мономера (ДЦПД > 99 %) и значительное количество катализатора. К тому же, получаемые полимеры имеют темный цвет, сильный неприятный запах и поэтому могут использоваться только для производства технических изделий.

На сегодняшний день в автомобилестроении активно внедряется пластик на основе полициклопентадиенов. Автогигант «КАМАЗ» использует ПДЦПД для изготовления кузовов автомобилей. Данные композиционные материалы в СНГ не производятся, закупаются по импорту по цене 5-6 тыс евро/т. Сырьем для получения полимера служит дициклопентадиен — побочный продукт производства этилена и пропилена. Сырьевая база имеется в Татарстане – ОАО «НижнекамскНефтехим», а также подобный комбинат в г. Стерлитамак (Башкортостан). Потребность на период 2009 года составляет 2000 т/год.

Предполагается создание промышленного производства ПЦПД модульного типа годовой мощности 5000 т/год. Потребность финансирования составляет 60 млн. руб., при экономической эффективности 200 млн. руб./год.

Таким образом, выгодное отличие нашей разработки – это не только простая энергосберегающая технология производства, но и доступность сырья (мономер дициклопентадиен является невостребованным продуктом нефтехимических производств).

Новая технология практически готова к внедрению в производство. Срок окупаемости при организации нового производства не более полутора лет.