Нанотехнологии на основе СВМПЭ дали ростки в России

Отечественную технологию изготовления нанокомпозитов из СВМПЭ предложили ученые из красноярского Института химии и химической технологии СО РАН, сообщает nanonewsnet.ru. Ее характерные черты — применение механической активации полимерных гранул и введение в состав полимера специально синтезированных наночастиц металлов или керамики. При этом красноярские ученые создали несколько способов получения наночастиц. Частицы металлов, а также оксида и нитрида титана размером 5–10 нм они синтезировали в электрической дуге низкого вакуума. Частицы оксида вольфрама диаметром 10—100 нм — в высокочастотной плазме. Из золы, которая попадает в трубы тепловых электростанций, им удалось выделить стеклянные микросферы и разделить их на фракции. Все эти наполнители затем применили для получения разных марок нанокомпозитов из СВМПЭ.
Чем длиннее молекула полимера, тем более вязким становится его расплав, поэтому равномерно распределить наночастицы по всему объему пластика — задача непростая. Ее удалось решить методом механического синтеза, когда гранулы полимера и наночастицы совместно размалывают в высокоскоростной мельнице. При таком помоле наночастицы порой объединяются в агрегаты. Чтобы этого избежать, в мельницу надо было добавлять поверхностно-активные вещества.
В конце концов были получены гранулы полиэтилена с добавками наночастиц, из них спрессовали десять партий пластин, которые затем испытали в различных изделиях. Результаты оказались весьма неплохими. Например, замена пластин из фторопласта на пластины модифицированного СВМПЭ увеличила ресурс работы насосов, перекачивающих шлам на химическом производстве, в десять раз. В целом изностойкость СВМПЭ с наночастицами выросла в 100–150 раз, модуль упругости, то есть степень жесткости материала, увеличился более чем в три раза, а стойкость к радиационному воздействию — в 1,6—1,8 раза.
Если будет налажено производство нанокомпозитов из СВМПЭ, то они смогут заменить металлоконструкции во многих областях техники, за счет чего получится немалый экономический эффект.

ПластЭксперт