27.09.2024
Новые виды пленок в России
Российские ученые и промышленные компании работают не только над программами по импортозамещению пленочных материалов, но и создают новые продукты для перспективных применений.
«Ростех»: дебют фторполимерных пленок
Российский научный центр «Прикладная химия (ГИПХ)» (Москва, входит в Гос-корпорацию «Ростех») запустил первое в России производство фторполимерных пленок шириной до 1,6 м под брендом NEVAFLON, которые найдут свое применение во многих секторах от архитектуры до аэрокосмической промышленности и могут успешно заменять стекло, пленочные материалы из поликарбоната, полиэтилена и других полимеров. Пленки NEVAFLON могут служить для защиты солнечных батарей, использоваться в медицине и производстве электроники. Максимальный объем производства может составлять до 5 млн погонных метров в год и позволит заместить аналогичную импортную продукцию.
Все марки пленок NEVAFLON обладают отличной химической стойкостью, светопроницаемостью, пожаробезопасностью и высокими физико-механическими характеристиками.
«Особым преимуществом фторполимерной пленки является ее эксплуатационный срок — более 30 лет. Для сравнения: срок службы привычных укрывных материалов варьируется от 2 до 5 лет. При этом эксплуатационные характеристики фторполимерной пленки сохраняются на 95% даже после 10 лет использования — в отличие от многих пластиков. Кстати, как сами пленки, так и отходы от их производства могут многократно полностью перерабатываться во вторичную гранулу с сохранением базовых свойств, что делает материал чрезвычайно экологичным», — отмечают специалисты «Ростеха».
Фторполимерные пленки NEVAFLON получают методом плоскощелевой экструзии, имеют высокий коэффициент светопропускания (95%) и проницаемости для лучей в ультрафиолетовом диапазоне (более 90%), что позволяет применять их в строительстве теплиц для повышения урожайности.
Между тем традиционные стекло и пленки из полиэтилена пропускают только 5% необходимых растениям лучей солнечного спектра. Также материал обладает антифог-эффектом, вследствие чего конденсат не скапливается на пленке и, соответственно, не попадает на растения (избыточная влага способствует распространению различных инфекций, что может вызывать заболевания и даже гибель посадок).
«Титан-Полимер»: БОПЭТ-пленки с химпокрытием
«Титан-Полимер» (Псков, входит в ГК «Титан») отгрузил первые партии новой марки БОПЭТ-пленки собственного производства с химическим покрытием, которые универсальны в использовании и пригодны для нанесения различных покрытий и ламинации, в том числе подходят для реторного применения, когда во время автоклавирования температура при высоком давлении доходит до 135-140°С.
«Завод расширяет географию поставок: наши БОПЭТ-пленки приобретают компании Москвы и Санкт-Петербурга, Новосибирска. Это производители упаковки, кабельной продукции, электротехники, строительных материалов из 50 регионов нашей страны, Республики Беларусь и других стран СНГ», — говорит Максим Филиппов, коммерческий директор «Титан-Полимера».
Высокая востребованность продукции завода объясняется ее характеристиками. БОПЭТ-пленки обладают превосходными механическими свойствами, улучшенной стойкостью к химическим веществам, высокой прозрачностью, отличной обрабатываемостью, гладкой поверхностью, стойкостью к истиранию и имеют широкое применение. БОПЭТ-пленки успешно применяются для изготовления различных видов упаковки. Производство обеспечит импортозамещение большого ассортимента продукции, в том числе медицинского и специального назначения.
«Сколтех» и МФТИ: графеновые пленки
Исследователи из «Сколтеха», МФТИ (Московский физико-технический институт) и других научных центров России нашли быстрый и недорогой способ изготовления узорчатых пленок из углеродных нанотрубок. Такие пленки по ряду свойств превосходят сплошные пленки и применяются в производстве деталей для устройств связи шестого поколения, а также гибкой и прозрачной электроники, например нательных фитнес-трекеров.
На атомном уровне одностенную нанотрубку можно представить как свернутый в цилиндр лист графена (слой углерода толщиной один атом). Такие цилиндры слипаются в нити, которые, в свою очередь, образуют пористую трехмерную сеть. Она может тонким слоем покрывать некоторую поверхность, и это и есть пленка из углеродных нанотрубок. Такую пленку можно модифицировать: например удалить часть материала таким образом, чтобы в результате остался правильный геометрический рисунок.
Существует два основных подхода к изготовлению сетчатых пленок из углеродных нанотрубок. В первом случае сначала изготавливается сплошная пленка, в которой выжигаются отверстия. Это ведет к потере до 90% материала, что делает процесс неэкономичным. Второй подход — сразу изготовить пленку с необходимым узором при помощи высокоточной литографии. Однако это дорогой и сложный метод. Также в нем применяются растворы, которые загрязняют пленку примесями, ухудшая ее свойства.
Работая по новой технологии, исследователи вырезают лазером из медной фольги шаблон необходимого рисунка, в данном случае — квадратной сетки. Затем шаблоном перекрывают обычный мембранный фильтр из нитроцеллюлозы и напыляют на него мелкие частицы меди, которые формируют обратный рисунок. Если шаблон убрать и на обработанный таким образом фильтр нанести углеродные нанотрубки, они повторят геометрию шаблона, поскольку частицы меди препятствуют осаждению нанотрубок. Полученную сетчатую структуру можно без труда снять с фильтра: поскольку она не пристает ни к нитроцеллюлозе, ни к меди, достаточно прислонить к ней кусок стекла, резины или другого материала.
«У нашего подхода есть ряд преимуществ: воспроизводимость, сравнительная быстрота и дешевизна изготовления, а также гибкость, — поясняет научный руководитель исследования, профессор Альберт Насибулин из Центра фотоники и фотонных технологий «Сколтеха». — И мы не используем жидких растворов, что делает метод чище и обеспечивает высокое качество продукта. Если говорить о соотношении прозрачности и проводимости (а это основной показатель для оптических электродов), то у нашей узорчатой пленки он в 12 раз лучше, чем у сплошной. С этой точки зрения наш метод опережает высокоточную литографию и обеспечивает качество наравне с неэкономным подходом, в котором лишний материал выжигают из пленки. Кроме того, мы можем делать не только сетчатые, но и иные узоры».
«Простота, легкость и относительная дешевизна изготовления структур на основе пленок из нанотрубок в сочетании с эффективным методом ТГц-спектроскопии открывают широкие возможности изготовления и оперативной аттестации самых разных двумерных структур на основе нанотрубок, которые могут сослужить службу при разработке элементов и устройств, использующих ТГц-излучение», — отмечает один из авторов исследования Борис Горшунов, заведующий лабораторией терагерцовой спектроскопии МФТИ. Коллектив ученых вскоре планирует обнародовать результаты аналогичных экспериментов с другими геометрическими рисунками — спиралями и концентрическими окружностями. Такие структуры будут полезны для терагерцовой визуализации — перспективной технологии досмотра пассажиров и багажа, контроля качества продукции и медицинской диагностики при помощи безвредного излучения в ТГц-диапазоне.
Посмотреть в журнале
«Ростех»: дебют фторполимерных пленок
Российский научный центр «Прикладная химия (ГИПХ)» (Москва, входит в Гос-корпорацию «Ростех») запустил первое в России производство фторполимерных пленок шириной до 1,6 м под брендом NEVAFLON, которые найдут свое применение во многих секторах от архитектуры до аэрокосмической промышленности и могут успешно заменять стекло, пленочные материалы из поликарбоната, полиэтилена и других полимеров. Пленки NEVAFLON могут служить для защиты солнечных батарей, использоваться в медицине и производстве электроники. Максимальный объем производства может составлять до 5 млн погонных метров в год и позволит заместить аналогичную импортную продукцию.
Все марки пленок NEVAFLON обладают отличной химической стойкостью, светопроницаемостью, пожаробезопасностью и высокими физико-механическими характеристиками.
«Особым преимуществом фторполимерной пленки является ее эксплуатационный срок — более 30 лет. Для сравнения: срок службы привычных укрывных материалов варьируется от 2 до 5 лет. При этом эксплуатационные характеристики фторполимерной пленки сохраняются на 95% даже после 10 лет использования — в отличие от многих пластиков. Кстати, как сами пленки, так и отходы от их производства могут многократно полностью перерабатываться во вторичную гранулу с сохранением базовых свойств, что делает материал чрезвычайно экологичным», — отмечают специалисты «Ростеха».
Фторполимерные пленки NEVAFLON получают методом плоскощелевой экструзии, имеют высокий коэффициент светопропускания (95%) и проницаемости для лучей в ультрафиолетовом диапазоне (более 90%), что позволяет применять их в строительстве теплиц для повышения урожайности.
Между тем традиционные стекло и пленки из полиэтилена пропускают только 5% необходимых растениям лучей солнечного спектра. Также материал обладает антифог-эффектом, вследствие чего конденсат не скапливается на пленке и, соответственно, не попадает на растения (избыточная влага способствует распространению различных инфекций, что может вызывать заболевания и даже гибель посадок).
«Титан-Полимер»: БОПЭТ-пленки с химпокрытием
«Титан-Полимер» (Псков, входит в ГК «Титан») отгрузил первые партии новой марки БОПЭТ-пленки собственного производства с химическим покрытием, которые универсальны в использовании и пригодны для нанесения различных покрытий и ламинации, в том числе подходят для реторного применения, когда во время автоклавирования температура при высоком давлении доходит до 135-140°С.
«Завод расширяет географию поставок: наши БОПЭТ-пленки приобретают компании Москвы и Санкт-Петербурга, Новосибирска. Это производители упаковки, кабельной продукции, электротехники, строительных материалов из 50 регионов нашей страны, Республики Беларусь и других стран СНГ», — говорит Максим Филиппов, коммерческий директор «Титан-Полимера».
Высокая востребованность продукции завода объясняется ее характеристиками. БОПЭТ-пленки обладают превосходными механическими свойствами, улучшенной стойкостью к химическим веществам, высокой прозрачностью, отличной обрабатываемостью, гладкой поверхностью, стойкостью к истиранию и имеют широкое применение. БОПЭТ-пленки успешно применяются для изготовления различных видов упаковки. Производство обеспечит импортозамещение большого ассортимента продукции, в том числе медицинского и специального назначения.
«Сколтех» и МФТИ: графеновые пленки
Исследователи из «Сколтеха», МФТИ (Московский физико-технический институт) и других научных центров России нашли быстрый и недорогой способ изготовления узорчатых пленок из углеродных нанотрубок. Такие пленки по ряду свойств превосходят сплошные пленки и применяются в производстве деталей для устройств связи шестого поколения, а также гибкой и прозрачной электроники, например нательных фитнес-трекеров.
На атомном уровне одностенную нанотрубку можно представить как свернутый в цилиндр лист графена (слой углерода толщиной один атом). Такие цилиндры слипаются в нити, которые, в свою очередь, образуют пористую трехмерную сеть. Она может тонким слоем покрывать некоторую поверхность, и это и есть пленка из углеродных нанотрубок. Такую пленку можно модифицировать: например удалить часть материала таким образом, чтобы в результате остался правильный геометрический рисунок.
Существует два основных подхода к изготовлению сетчатых пленок из углеродных нанотрубок. В первом случае сначала изготавливается сплошная пленка, в которой выжигаются отверстия. Это ведет к потере до 90% материала, что делает процесс неэкономичным. Второй подход — сразу изготовить пленку с необходимым узором при помощи высокоточной литографии. Однако это дорогой и сложный метод. Также в нем применяются растворы, которые загрязняют пленку примесями, ухудшая ее свойства.
Работая по новой технологии, исследователи вырезают лазером из медной фольги шаблон необходимого рисунка, в данном случае — квадратной сетки. Затем шаблоном перекрывают обычный мембранный фильтр из нитроцеллюлозы и напыляют на него мелкие частицы меди, которые формируют обратный рисунок. Если шаблон убрать и на обработанный таким образом фильтр нанести углеродные нанотрубки, они повторят геометрию шаблона, поскольку частицы меди препятствуют осаждению нанотрубок. Полученную сетчатую структуру можно без труда снять с фильтра: поскольку она не пристает ни к нитроцеллюлозе, ни к меди, достаточно прислонить к ней кусок стекла, резины или другого материала.
«У нашего подхода есть ряд преимуществ: воспроизводимость, сравнительная быстрота и дешевизна изготовления, а также гибкость, — поясняет научный руководитель исследования, профессор Альберт Насибулин из Центра фотоники и фотонных технологий «Сколтеха». — И мы не используем жидких растворов, что делает метод чище и обеспечивает высокое качество продукта. Если говорить о соотношении прозрачности и проводимости (а это основной показатель для оптических электродов), то у нашей узорчатой пленки он в 12 раз лучше, чем у сплошной. С этой точки зрения наш метод опережает высокоточную литографию и обеспечивает качество наравне с неэкономным подходом, в котором лишний материал выжигают из пленки. Кроме того, мы можем делать не только сетчатые, но и иные узоры».
«Простота, легкость и относительная дешевизна изготовления структур на основе пленок из нанотрубок в сочетании с эффективным методом ТГц-спектроскопии открывают широкие возможности изготовления и оперативной аттестации самых разных двумерных структур на основе нанотрубок, которые могут сослужить службу при разработке элементов и устройств, использующих ТГц-излучение», — отмечает один из авторов исследования Борис Горшунов, заведующий лабораторией терагерцовой спектроскопии МФТИ. Коллектив ученых вскоре планирует обнародовать результаты аналогичных экспериментов с другими геометрическими рисунками — спиралями и концентрическими окружностями. Такие структуры будут полезны для терагерцовой визуализации — перспективной технологии досмотра пассажиров и багажа, контроля качества продукции и медицинской диагностики при помощи безвредного излучения в ТГц-диапазоне.
Посмотреть в журнале