Plastics_12_2012

СПЕЦТЕМА /БИО- И НАНОМАТЕРИАЛЫ П Л А С Т И К С № 1 2 ( 1 1 8 ) 2 0 1 2 w w w . p l a s t i c s . r u 178 полимеры отличающимися по конфигура- ции наночастицами различных веществ или путем выработки ультратонких (диаметром в рамках наноразмеров) волокон. Такие во- локна малоусадочны, имеют пониженную горючесть, повышенную прочность на раз- рыв и истирание и в зависимости от приро- ды вводимых наночастиц могут приобретать другие защитные свойства, требующиеся человеку. Волокна, наполненные нанотрубками с одной или несколькими стенками, приобре- тают уникальные свойства: они в шесть раз прочнее стали и в 100 раз легче ее. Наполне- ние волокон углеродными наночастицами на 5-20 процентов от массы придает им также сопоставимую с медью электропроводность и химическую устойчивость к действиюмно- гих реагентов. Углеродные нанотрубки ис- пользуются в качестве армирующих струк- тур, блоков для получения материалов с высокими прочностными свойствами: экра- нов дисплеев, сенсоров, хранилищ жидкого топлива, воздушных зондов. Например, при наполнении углеродными нанотрубками по- ливинилспиртового волокна, получаемого по коагуляционной технологии прядения, оно становится в 120 раз выносливее, чем стальная проволока, и в 17 раз легче, чем используемое в бронежилетах арамидное волокно кевлар, самое прочное из волокон, получаемых по традиционной технологии. Очень ценные и полезные свойства хими- ческие волокна приобретают при наполне- нии их наночастицами глинозема, которые обеспечивают высокую электро- и теплопро- водность, химическую активность, защиту от УФ-излучения, огнезащиту и высокую механическую прочность. Интенсивно раз- виваются исследования и производство синтетических волокон, наполненных на- ночастицами оксидов металлов: ТiO 2 , Al 2 O 3 , ZnO, MgО. Еще одним интересным направлением в производстве нановолокон является при- дание им ячеистой, пористой структуры с наноразмерами пор. При этом достигаются резкое снижение удельной массы (получе- ние легких материалов), хорошая теплоизо- ляция, устойчивость к растрескиванию. Об- разующиеся нанопоры волокон могут быть заполнены различными жидкими, твер- дыми и даже газообразными веществами с различным функциональным назначением (использование в медицине, ароматизация текстильных полотен, биологическая за- щита). Другой тип нановолокон — ультратон- кие волокна, диаметр которых не превы- шает 100 нм. Такие размеры диаметра по- перечного сечения волокна обеспечивают высокое значение удельной поверхности и, как следствие, высокое удельное содер- жание функциональных групп, благодаря чему обеспечивается хорошая сорбционная способность и каталитическая активность материалов из подобных волокон. В Англии, Франции, США, Израиле и Японии параллельно идут интенсивные работы по созданию синтетических бел- ковых волокон, имитирующих структу- ру паутины, имеющей непревзойденные физико-механические свойства. Мягкий и сверхпрочный «паучий шелк» — это и хи- рургические нити, и невесомые чрезвычайно прочные бронежилеты, и легкие удочки, и рыболовные снасти. Нанотехнологии разви- ваются столь бурно и стремительно, что про- мышленного выпуска изделий, изготовлен- ных из «паучьего шелка», ждать недолго. При заключительной отделке текстиль- ных материалов используются наночастицы различных веществ (например, тефлона) в виде наноэмульсий и нанодисперсий. При этом материалам могут придаваться такие свойства, как водо-, маслостойкость и гря- зеотталкиваемость лицевых поверхностей тканей, в то время как изнанка остается способной поглощать влаговыделения тела (пот); пониженная горючесть, мягкость, антистатический и антибактериальный эффекты, термостойкость, формоустойчи- вость. Отделка по нанотехнологиям прида- ет текстильным материалам из химических волокон хлопкоподобный внешний вид, а изделия из хлопка, в свою очередь, становят- ся малосминаемыми и приобретают формо- устойчивость. Благодаря «эффекту лотоса» возможно создание «самоочищающихся» текстильных материалов. Окончание в следующем номере Nanotechnology for plastics Elena Lafer The topicof nano-sizedmaterials production and application is given a great attention by not only scientists but also some prestigious poli- tics. Nano technology researches cover various areas of science and engineering. Through this article the Plastiks Magazine’s expert provides a review of “nano” materials in the context of plastics processing industry. With nano tech- nologies researches alters properties of plas- ticmaterials providing themwith additional air permeability, heat stability, strength and flex- ibility and other valuable characteristics.