Было исследовано четыре вида фуллереновых материалов: смесь фуллеренов С60 и С70, индивидуальный фуллерен С60 (чистотой 99.9 мас.%), фуллереновая сажа, отмытая фуллереновая сажа (фуллереновая чернь).
Показано, что даже незначительная добавка фуллереновых материалов приводит к:
• увеличению прочности и эластичности почти во всех проведенных экспериментах,
• увеличению температур плавления и деструкции,
• уменьшению теплопроводности и влагопоглощения ,
• наблюдается существенное улучшение антистатических свойств – сопротивление образцов уменьшается в некоторых случаях на 5-8 порядков, что способствует более быстрому стеканию статического электричества.
• одновременно существенно нарастает диэлектрическая проницаемость - до 20 отн.ед., и вместе c ней – пробойное напряжение.
Сочетание последних свойств обеспечивает качественно более высокий уровень безопасности работы с изделиями из КФМ по сравнению с обычным немодифицированным капролоном в условиях сильной загазованности легко воспламеняющимися и взрывоопасными газами (например, при выбросах метана в угольных пластах).
Стоимость фуллереновых добавок к капролонам незаначительна. Стандартная технология изготовления компактного капролона при этом остается практически неизменной.
Разработаны три модификатора на основе фуллеренов с технологией их применения для полиамида 6-блочного (капролона). Это позволяет производить три новых модификации полиамида 6-блочного (далее по тексту КФМ): черный, серый и антистатический.
Отработана технология изготовления модификаторов и синтезированы в лабораторных и промышленных условиях образцы КФМ массой от 0.22 до 35 кг с добавками на основе фуллеренов . Были получены визуально однородные черные и серо-зеленые образцы КФМ (см. рис. 1 и 2). 
Рис.1. Немодифицированный капролон   
Рис.2. КФМ Как видно из рисунков 3 и 4, при введении модификаторов наблюдается изменение структуры полимера – уменьшается размер кристаллитных зерен, сужаются и размываются межкристаллитные пространства.   
Рис.3. Фотографии скола немодифицированного капролона и КФМ
(М:1х4000)   
Рис.4. Фотография шлифа немодифицированного капролона и КФМ
(М:1х40 000)
НаноПолимер
Введение нано-добавок позволяет получить полимеры с уникальными свойствами и значительно расширить сферы и рынки применения полимеров.
Уже отработанна технология применения нано-добавок для полиамида-6-блочного (PA-6, капролон, нейлон-6). Налажено производство 3х новых модификации РА-6:
• Антистатический – на 6-7 порядков уменьшено удельное сопротивление материала (переход диэлектрика в полупроводник), в 3-10 раз увеличена диэлектрическая проницаемость, в 2-3 раза увеличена электропрочность при сохранении прочих характеристик. Используется в условиях взрывоопасных производств (горнодобывающие, горно-обогатительные, текстильные, мукомольные и химические производства), дешевле имеющихся на рынке аналогов в 2-3 раза, может производиться большими партиями (технологичен). Данная модификация может вытеснить металлические ролики для конвейеров на взрывоопасных производствах.
• Антифрикционный – снижено трение в 2,5 раза (по сравнению с капролоном, что в 5 раз ниже показателей стали), повышена износостойкость в 2 раза, повышена температура деструкции на 30°С, на 30-50 отн.% уменьшены коэффициенты задира при сохранении прочих характеристик. Используются как замена трущимся деталям из металла.
• Черный и серый – имеет, в отличие от имеющихся на рынке аналогов, равномерное распределение цвета, не пачкается.
Для всех 3х модификаций увеличена прочность и эластичность материала на 30 – 100 отн.%.
Сейчас ведутся работы по модификации нано-добавоками других полимеров.
Основные виды изделий
• Ролики для ленточных транспортеров. Применения: горно-шахтное оборудование, целлюлозно-бумажное производства, наземные авиа службы и пр. Благодаря уникальным свойствам материала это изделие дает экономию на эксплуатационных расходах, в том числе за счет снижения истираемости транспортерной ленты.
• Подшипники радиальных опор турбобуров. Предназначены для применения в качестве радиальных опор шпиндельных и турбинных секций и турбобуров и турбобуров - отклонителей взамен резиновых пошипников. Ресурс работы увеличивается в 3-4 раза в зависимости от степени очистки промывочной жидкости. Облегчается запуск турбобуров за счет существенного снижения коэффициента трения. Возможность повторного использования облицовок вала и наружных обойм подшипников. Места проведения испытаний: ПО "Беларуснефть", АО "Калининградградморнефтегаз", Альметьевское УБР "Татнефть", УБР "Удмуртнефть", Туймазинское УБР "Башнефть".
• Подшипники скольжения и качения. Применения: нефтеперерабатывающая промышленность (подшипники радиальных опор турбобуров, опорно-направляющие кольца для протаскивания труб внутри защитных оболочек), судостроение (подшипники гребных и дейдвудных валов, подшипники баллеров рулей и насадок), металлургия, гидроэнергетика, машиностроение, авиастроение, электротехническая промышленность, пищевая промышленность, железнодорожный транспорт, строительная техника и др.
Научный коллектив, работающий над этим направлением, включает в себя ведущих химиков, физиков, профессоров и докторов наук, известных в России и за рубежом.
Координатор проекта НаноПолимер, Павловец Вадим Викторович, к.э.н.,
(812) 234-9859, mail@gapr.ru , моб. +7-906-265-8359
|
