Plastics_10_2018

w w w . p l a s t i c s . r u 44 СПЕЦТЕМА/ КОМПОЗИТЫ: ЛЕГКИЕ, ПРОЧНЫЕ, БЕЗОПАСНЫЕ П Л А С Т И К С № 1 0 ( 1 8 3 ) 2 0 1 8 Новые подходы Давление рыночных тенден- ций заставляет отрасль иссле- довать и применять новые виды сырья (связующих и наполни- телей) и усовершенствованные технологии. Самым перспективным на- полнителем для ПКМ являются углеродные волокна, которые на 99,5% состоят из углерода. Эти волокна сочетают в себе низкую плотность, прочность, упругость и жаростойкость, недостижимую для многих металлов. Высокая стоимость и отчасти электропроводность пока что сдерживают широкое применение их в автомобильной технике, но в ракетно- космической технике, оборонной промыш- ленности и в производстве некоторых видов спортивного инвентаря их использование растет высокими темпами. По некоторым оценкам, уже в 2013 году мировой рынок таких ПКМсоставлял 14,7 млрд долл., из ко- торых 5,1 млрд приходилось на долю США; 4,7 млрд — на Западную Европу; 2,2 млрд — на Японию и 1,9 млрд —на КНР. Ожидается, что в 2020 году в США 84% всех ПКМ будут получать на основе углеродного волокна. Использование другого высокопрочного синтетического волокна — арамидного —по меньшей мере в 10 раз уступает использова- нию углеродных волокон. Промышленное применение его, а также боронитридных волокон и металлокристаллических нитей, сдерживается их высокой стоимостью. В перспективе некоторая часть стекловолок- на (важнейшего наполнителя для стеклопла- стиков) может быть вытеснена непрерывны- ми базальтовыми волокнами — природным материалом, близким по свойствам к асбесту. Изделия из него работоспособны в гораздо более широких амплитудах температур — от -260 до +560°С. В 2017 году американ- ская компания Cabot освоила в Малайзии производство своеобразного композита из натурального каучука, наполненного техни- ческим углеродом, причем с очень высоким уровнем наполнения за счет усовершенство- ванного метода смешения. В качестве связующего в последние годы все чаще применяется полиуретан (вместо эпоксидной смолы), так как благодаря высокой реакционной способности цикл пропитки ПУ сокращается буквально до десятых долей секунды. Компания Covestro разработала автоматизированную техноло- гию получения стеклопластиков на осно- ве двухкомпонентного полиуретанового связующего методами формования под дав- лением, пултрузии и протяжки профильно- погонажных изделий. Эти стеклопластики предназначены в основном для изготов- ления компонентов для легковых автомо- билей. Не так давно Covestro освоила про- изводство по данной технологии лопастей ротора ветроэнергетических установок. Конечно, такой материал требует совсем другой скорости работы оборудования. На- пример, немецкая компания KraussMaffei, выпускающая ТПА, технику для реакцион- ного формования и специальные дозирую- щие устройства, поставляет промышленные линии разнообразных конфигураций, где в рамках одного цикла можно получить гото- вую деталь, созданную путем использования длинноволокнистой заготовки, закладыва- ния металлической вставки, инжекции, про- питки и полимеризации в форме. Использование в качестве матриц ПКМ термопластичных материалов —полиамида, поликарбоната, полиуретана, полиимида и других — постоянно расширяется. Стекло- пластики на базе комбинации ПА, ПЭТ или ПБТ за рубежом потребляются преимуще- ственно в автомобилестроении. В этом же секторе (в изготовлении крыльев автомо- билей) находит применение композит на основе ПА и модифицированного полифе- ниленового эфира. Covestro в последние годы продвигает технологию термоформования изделий из композитных листов или однонаправлен- ных лент (непрерывные углеродные волокна или стекловолокно, пропитанные ПК, ТПУ или другим термопластом), предварительно уложенных в форму. Этот серийный и эко- номичный метод уже освоен некоторыми производителями бытовой техники. Использование термопластов в составе ПКМ дает возможность более широко при- менять привычные для данных материалов методы переработки. Интересное решение для работы с упо- мянутыми в статье органолистами (заго- товками из термопластов, наполненных непрерывными волокнами) предлагает ав- стрийский производитель литьевой техники ENGEL. Компания разработала приближен- ную к серийной технологическую ячейку, которая позволяет объединить процессы полимеризации в форме ε -капролактама с последующей функционализацией несущей структуры изделия путем литья под давле- нием. Предварительно отформованная и высушенная текстильная армирующая за- готовка помещается в первое гнездо формы и пропитывается реакционно-способной