Композитный мир 2005 №3

Подождите немного. Документ загружается.

www.composite.su

КОМПОЗИТНЫЙ МИР

1

распределения наполнителя по всей глубине. Здесь

большую роль играет размер зёрен. При использова-

нии наполнителя с крупной фракцией, зёрна иногда

выпадают из-за недостаточного взаимодействия

с полимером и неравномерной усадки при отверж-

дении полимера.

Третий фактор — это качество полиэфирной

смолы, модифицированной акрилатами. От качес-

тва приготовления смолы, своевременного снятия

напряжения, зависит возможность формовки ма-

териала. Изгиб кромки осуществим на всех мате-

риалах вышеперечисленных групп. Но глубокое

формование, без разрыва и нарушения структуры

полимера возможен только у Сorian и Geta Core.

Именно из них изготавливают мойки и днища ду-

шевых кабин. Если у Corian есть ограничения по

цветам для формовки, то у Geta Core их нет. Тесты

с черными цветами показали возможность изго-

товления даже небольших фруктовниц с высоким

напряжением при формовании. Для изготовления

моек из материалов других производителей исполь-

зуется сочетание донышка из Geta Core и стенки из

«родного» материала.

Алексей Александрович Галкин

начальник производства изделий из материалов

группы Acrylic Solid Surface ООО «Арко»

г. Санкт-Петербург.

АРКО

Выставка Строймаркет «Василеостровский»

Ул. Железноводская д. 3 секция 135

Т.970-02-11, 715-00-06

Одиссей СПб

Ул. Тележная 37

т.(812) 333-05-05

715-49-85

www.getacore.ru

Изготовление изделий

из Geta Core

любой сложности

Продажа материала

Geta Core со склада

В Санкт-Петербурге

№ 2005 (0)

ПРимЕНЕНиЕ

www.composite.su

КОМПОЗИТНЫЙ МИР

2

НЕДОсТАТКи ОПОР из ТРАДициОННыХ

мАТЕРиАЛОв

Опоры, изготовленные из традиционных мате-

риалов — дерева, стали и бетона выполняют свою

функцию, но имеют ряд недостатков. Например,

дерево становится дефицитным материалом, осо-

бенно когда речь идет о высоких столбах. Древесина

легко разрушается под воздействием чрезмерной

влажности, солей, ультрафиолета, а также насеко-

мыми, птицами и животными, что приводит к их

деформации, искривлению и растрескиванию. Ко-

нечно, частично разрушение можно предотвратить

с помощью химической обработки изделия. Но этот

метод неблагоприятен для экологии, и в будущем

может создать проблемы для компаний-произво-

дителей.

Сталь не требует защиты от насекомых, птиц

и животных, но ей требуется химическая обра

ботка, защищающая от коррозии. Другая важная

проблема — это электропроводность стальных

опор, которая делает их опасными для персонала

и окружающих.

Бетон также чувствителен к коррозии и явля-

ется наиболее тяжелым материалом, что требует

специального оборудования для транспортировки

и установки тяжелых грузов. Изделия из бетона

тоже электропроводны. К тому же им требуется

регулярный текущий ремонт из-за образующихся

трещин и оголяющейся арматуры.

РЕшЕНиЕ — RStandaRd™

Модульный композиционный столб — более

прочная, легкая и экологически безопасная аль-

тернатива столбам из традиционных материа-

лов. Имея срок эксплуатации до 80 лет, опоры

RStandard™ являются экономически выгодным

вложением, так как служат дольше традиционных

на 20–60 лет.

Преимущество композитных опор — более ком-

пактное и легкое оборудование для их установки

и сборки, ведь RStandard™ имеют самый малый вес

мОДУЛьНыЕ КОмПОзициОННыЕ ОПОРы

ОБщЕГО НАзНАчЕНия в эНЕРГЕТичЕсКОй

ПРОмышЛЕННОсТи —

АЛьТЕРНАТивА

ТРАДициОННым ОПОРАм.

Калгари – город, известный своим предпринимательским и новаторским духом. И не удивительно, что

местные компании предлагают много новых интересных практических решений. Компания RS Technologies

производит более прочные, легкие и экологически безопасные опоры RStandard™, которые уже используют

в сооружении электросетей более, чем 25 компаний на территории Канады и США. Аналогичные разра

ботки планируются к вводу в действие в Австралии и странах Евросоюза.

№ 2005 (0)

ПРимЕНЕНиЕ

www.composite.su

КОМПОЗИТНЫЙ МИР



из существующих сегодня опор для общего поль-

зования. Их собирают в Н-образные конструкции

прямо в поле, просверливая необходимые отверс-

тия для поперечных балок и других деталей. А для

установки 60-футовых опор RStandard™ требуется

только стрела, укрепленная на грузовике.

«При поиске решения не последнюю роль сыг-

рала экономичность, — говорит менеджер про

екта одной из компаний по сооружению линии

электропередач из облегченных опор, — благо

даря тому, что опоры RStandard™ значительно

легче и удобно смонтированы, мы значительно

уменьшили расходы на транспортировку этих

конструкций».

Опоры RStandard™ не требуют никакого теку-

щего ремонта и, по существу, нет необходимости

их ремонтировать и даже осматривать в течение

всего срока эксплуатации. Они не чувствительны

к коррозии, чрезмерной влажности, воздействию

насекомых, птиц и животных, а, поэтому, не

требуют каких-либо химических покрытий или

обработок. Изготовленные из композитных ма-

териалов с использованием смолы Version™, не

причиняющей вреда окружающей среде, опоры

RStandard™, не являются электропроводящими

и поэтому не опасны для окружающих людей.

№ 2005 (0)

ПРимЕНЕНиЕ

4

www.composite.su

КОМПОЗИТНЫЙ МИР

4

мАКс — эТО КРУПНЕйшЕЕ АэРОшОУ

и БЕзГРАНичНыЕ вОзмОжНОсТи ДЛя

ДЕмОНсТРАции АвиАциОННО-КОсми

чЕсКОй и ОБОРОННОй ТЕХНиКи.

Представленная техника привлекала внимание

посетителей и на статической стоянке, и в павиль-

онах. А уж в небе, когда проходили полеты, и го

ворить не приходится. Надо признать, что очень

достойно выступили и показали свое мастерство

американские, французские и итальянские летчи-

ки. Русские же асы в небе были вообще вне конку-

ренции. Просто самолетов таких, как у нас, ни у ко

го нет. Да и пилотаж был выше всяких похвал.

Для многих иностранных государств Россия —

огромный потенциальный рынок, крупный стра-

тегический партнер, кладезь научных достижений

и перспективные коммерческие проекты.

На статической стоянке аэродрома было выстав-

лено более 200 летательных аппаратов.

Зрители авиасалона МАКС-2005 за шесть дней

смогли увидеть более 200 полетов 49 видов лета-

тельных аппаратов — истребителей, вертолетов,

бомбардировщиков и аэростатов.

21 августа 2005 года завершился седьмой Международный авиационно-космический салон

МАКС–2005. Надо заметить, что за столь недолгое существование наш авиасалон заметно воз-

мужал и сумел занять достойное место среди таких мировых грандов, как французский Ле-Бурже

и английский Фарнборо, и завоевать уважение экспертов.

ТАК чТО жЕ ТАКОЕ мАКс?

мАКс — мЕжДУНАРОДНАя имиДжЕвАя высТАвКА

ДОсТижЕНий высОКиХ ТЕХНОЛОГий

Здесь можно объективно оценить состояние и тенденции развития интересующего сектора науки,

производства, пообщаться со специалистами. Это платформа для людей, желающих наладить деловые

связи, провести переговоры, это возможность эффектно завявить о себе.

В работе выставки приняли участие представители 40 стран и 654 фирм-экспонентов, из которых

520 — из России и стран СНГ, 34 — зарубежные.

№ 2005 (0)

сОБыТиЕ

5

www.composite.su

КОМПОЗИТНЫЙ МИР

5

мАКс — эТО фОРУм

НАУчНыХ ДОсТижЕНий.

Салон традиционно считается

смотром высоких научных дости-

жений. По масштабам и уровню

проводимых симпозиумов и кон-

ференций МАКС является лидеров

среди крупнейших международных

авиасалонов. Всего за время работы

выставки было проведено более 100

пресс-конференций, презентаций

и семинаров.

мАКс — эТО НЕзАБывАЕмАя

АТмОсфЕРА ПРАзДНиКА.

Эту особенность отмечают все, кто хотя бы раз

побывал на нем. Не случайно число посетителей

авиасалона постоянно возрастает. За шесть дней

выставку посетили 650 тыс. человек.

мАКс — эТО мАсшТАБНАя сПЕциАЛизиРОвАННАя

высТАвКА-яРмАРКА, ПРЕДсТАвЛяющАя всЕ

мНОГООБРАзиЕ ПРОДУКции АвиАциОННО-КОс

мичЕсКОй и ОБОРОННОй иНДУсТРии.

Особенностью салона является широкое представление

новейших материалов, технологий, передовых научных

изысканий, опытных работ, проектирования и испытаний

авиационной и космической техники.

Лётчики КБ им. Антонова осматривают выставку

По этому показателю МАКС опередил ведущие

международные авиакосмические салоны мира.

Ольга Мамаева

№ 2005 (0)

сОБыТиЕ

www.composite.su

КОМПОЗИТНЫЙ МИР

6

№ 2005 (0)

Приставка «нано» (одна миллиардная часть; 1 на-

нометр (нм) = 10

-9

м) прочно

входит в современный

научно-технический лексикон, и метафоричность

терминов: «нанонаука», «нанотехнология», «на-

нокомпозиты» уже не кажется странной. В фокусе

этих направлений рассматриваются наноразмерные

объекты величиной приблизи-

тельно от долей нанометра до 100

нм. Над изучением малоразмер-

ных объектов активно работают

физики, химики, биологи, мате-

риаловеды, механики, социоло-

ги, специалисты наук о Земле и в

области информатики.

Что такое наносистема, нано-

технология, нанокомпозиты?

При уменьшении размеров частиц вещества до

нанометровых величин изменяются его физичес-

кие свойства. Такие изменения свойств веществ

объясняются количественным изменением соот-

ношения поверхностных и объемных атомов ин-

дивидуальных частиц, то есть высокой удельной

поверхностью.

Первые исследования на-

номатериалов показали, что в

них изменяются, по сравнению

с обычными материалами, такие

фундаментальные характеристи-

ки, как удельная теплоемкость,

модуль упругости, коэффициент

диффузии, магнитные свойства

и другие. Следовательно, можно

говорить о наноструктурном со-

стоянии твердых тел, отличном

от обычного кристаллического

или аморфного. У нанотел вза-

имодействия каждого атома со

НАНОмАТЕРиАЛы

УжЕ НЕ иЛЛюзия

Появившийся журнал дает читателям возможность узнать что-то необычное, яркое, впечатляющее

из мира композиционных материалов. С уверенностью можно сказать, что одним из многообещающих

направлений развития науки и техники в ХХІ веке является нанотехнология.

Рисунок 1 – Биофильтры на осно-

ве нано-волокнистых материалов для

удаления бактерифагов (вирусов) при

очистке воды.

Рисунок 2 – Нано-аллюминий в ракет-

ном топливе.

Толщина, мм Весовая доля

нановолокон %

MS-2

% удаления

PRD-1

% удаления

1.1 0 8 –

1.2 2 14 –

1.0 5 29 –

1.1 8 94 –

1.1 20 > 99.9999 99.9999

1.3 30 > 99.9999 > 99.9999

1.3 40 > 99.9999 99.9999

1.2 50 > 99.9999 > 99.9999

1.3 60 > 99.9999 99.9999

1.2 70 > 99.9999 99.9999

160

140

120

100

20 40 60 80

100

Содержание, %

обычный

алюминий

Порошок Al c размером зерен менее 100 нм

с добавлением нано-порошка

аллюминия с размером зерен

менее 100 нм

НОвОЕ

7

www.composite.su

КОМПОЗИТНЫЙ МИР

№ 2005 (0)

всеми другими атомами являются

значимыми.

Уменьшение размеров ведет,

естественно, к уменьшению массы

и площади контактов, так что не-

которые параметры (масса и сила

инерции) теряют свое значение.

Другими словами, можно счи-

тать, что прочность используемых

материалов значительно возрас-

тает. Более того, механические

напряжения и связанные с ними

деформации должны значительно

уменьшиться.

Множество нанотел (наночастиц) и окружающая

среда образуют наносистему. Среда неоднородна,

а нанотела, одновременно находящиеся в системе,

не идентичны. Систему изучают с целью установ-

ления закономерностей изменения свойств отде-

льного нанотела в зависимости от свойств среды.

Профессор И. В. Мелихов классифицировал на-

ночастицы и соответствующие им наносистемы.

Применение

Рисунок  – Самоочищающиеся

наноструктурированные материалы

Рисунок 4 – Механические свойства

обычного и нанокристаллического

никеля.

Таблица 1 — Основные объекты исследования в нанохимии

Наночастицы Наносистемы

Фуллерены Кристаллы, растворы

Тубулены Агрегаты, растворы

Молекулы белков Растворы, кристаллы

Полимерные молекулы Золи, гели

Нанокристаллы неорганических веществ Аэрозоли, коллоидные растворы, осадки

Мицеллы Коллоидные растворы

Наноблоки Твердые тела

Пленки Ленгмюра-Блоджетт Тела с пленкой на поверхности

Кластеры в газах Аэрозоли

Наночастицы в слоях различных веществ Наноструктурированные пленки

Твёрдость по Викерсу

Защита внутренней поверхности труб паро-

генераторов атомных станций в условиях

высоких тепловых и потоковых нагрузок

Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology,

2004 American Scientific Publishers.

Свойства Обычный, 10 мкм

Нано - Ni

100 нм 10 нм

Прочность, МПА (25°) 103 690 >900

Предельная прочность на

растяжение, МПА (25°)

403 1100 >2000

Твердость по Викерсу, кг/мм

140 300 650

нано - TiO

НОвОЕ

www.composite.su

КОМПОЗИТНЫЙ МИР

8

№ 2005 (0)

Как правило, наносистемы развиваются двухэ-

тапно. На первом этапе, когда в системе преоблада-

ют зарождение и рост наночастиц, к ней интенсивно

подводят вещества и энергию. На втором же этапе,

когда в системе доминирует агрегирование и совер-

шенствование агрегатов, подвод веществ и энергии

стремятся минимизировать. Теория наносистем

пока не сформирована.

Под термином «нанотехнология» понимают

создание и использование материалов, структура

которых регулируется в нанометровом масштабе,

т.е. в диапазоне размеров атомов, молекул и над-

молекулярных образований. Области характерных

размеров для ряда надмолекулярных образований

приведены на рисунке 5.

Нанотехнология подразумевает умение рабо-

тать с такими объектами и создавать из них более

крупные структуры, обладающие принципиально

новой молекулярной (точнее надмолекулярной)

организацией.

Понятие «нанотехнология» в 1974 году придумал

японец Норе Танигути для описания процесса пос-

троения объектов и материалов

при помощи манипуляции с от-

дельными атомами. Первые тех-

нические средства в этой области

были изобретены в швейцарских

лабораториях IBM. В отличие от

прежних электронных приборов,

позволяющих лишь наблюдать

микромир, новейшие растровые

туннельные и атомные силовые

микроскопы дают возможность

изменять этот мир, строить в нем

как из кирпичиков, молекулы

с любыми свойствами.

У России отличные шансы

оказаться в лидерах, так как из

десятка европейских источников

синхротронного излучения два

работают в России, нейтронный

источник создается в Санкт-Петербурге. Преиму-

щество России перед Европой и Японией состоит

еще и в том, что нанотехнология – это междис-

циплинарная область, где успешно могут работать

только в России и США.

Одним из интереснейших и перспективных на-

правлений в нанотехнологии является разработка

принципов получения полимерных нанокомпо-

зитов. По определению, нанокомпозиционными

называют материалы, состоящие из двух или более

фаз с четкой межфазной границей и со средним

размером одной из фаз менее 100 нм.

Уникальные свойства наноматериалов затруд-

няют получение нанокомпозитов. Избыточная

поверхностная энергия заставляет наночастицы

слипаться, агрегироваться. Кроме того, наночасти-

цы химически активны и при взаимодействии с дру

гими веществами часто теряют свои уникальные

свойства. Получить нанокомпозиционный матери-

Рисунок 5 — Области нанотехнологии

Рисунок 6 – Полупроводниковые тран-

зисторы нанового размера.

10мкм 1мкм 0,1мкм 0,01мкм 1нм 0,1нм 0,01нм 0,001нм

Бактерии Молекулы Атомы

Клеточные органеллы

НОвОЕ

9

www.composite.su

КОМПОЗИТНЫЙ МИР

№ 2005 (0)

ал по известным и отработанным

технологиям крайне сложно.

Технология получения нано-

композиционного материала

в первую очередь зависит от типа

наночастиц, которые вводят в по-

лимер. Так, при получении нано-

композитов на основе различной

керамики и полимеров применя-

ется золь-гель-технология.

Слоистые нанокомпозиты

создаются на основе керамики

и полимеров, но с использова

нием природных слоистых неор-

ганических структур, таких как монтмориллонит

или вермикулит, которые встречаются, например,

в глинах. Полимерные металлосодержащие нано-

композиты можно получить совместным осажде-

нием паров металла и активного предшественника

(мономера) с последующей его полимеризацией.

Полученные металлосодержащие материалы оп-

тически прозрачны, высоко проницаемы для низ-

комолекулярных веществ, а потому пригодны для

использования в качестве оптических и люминес-

центных микроприборов, катализаторов и т.д.

Посредством нанокомпозитов удается улучшить

термическую стабильность полимеров и придать

им относительную стойкость к горению. Огне-

стойкость слоистых нанокомпозитов, на основе

модифицированных слоистых силикатов, основана

на способности обугливаться. Компания Kabelwerk

Eupen (Бельгия) разрабатывает новый класс анти-

пиренов–нанокомпозитов.

Нанокомпозиты «полимер-органозем» харак-

теризуются повышенной термостабильностью

и стойкостью к распространению пламени даже

при очень низких концентрациях наполнителя.

Формирование термоизоляции и незначительная

проницаемость обугленного полимера для огня,

обеспечивают преимущества использования этих

материалов.

Механизм подавления пламени посредством

применения слоистых силикатных нанокомпози-

тов основывается на образовании углистого слоя.

Углистый слой изолирует базовый полимер от ис-

точника тепла и образует, тем самым, барьер, умень-

шающий выделение летучих продуктов в процессе

горения. Таким образом, нанокомпозиты могут

быть эффективными наполнителями для создания

огнестойких полимеров с улучшенными свойства-

ми. Переработка нанокомпозитов весьма проста,

при этом нанокомпозиты не содержат галогенов

и рассматриваются как экологически дружествен

ная альтернатива.

В статье рассмотрены перспективы развития на-

нотехнологии в направлении создания нанокомпо-

зитов и применение их для получения огнестойких

материалов. Работы в области нанотехнологии от-

крывают новые возможности в технологическом,

материально-синтетическом, биомедицинском

и экологическом направлениях. Одним словом,

нас ожидает новая жизнь, о которой мы знаем еще

очень мало.

Ананьева Т.А., Кузнецов А.Ю., Гогричяни С.Г.

Санкт-Петербургский государственный универ-

ситет технологии и дизайна

Рисунок 7 – Нанокомпозиты – мате-

риалы для аккумулирования водорода

и синтеза гидридов

Рисунок 8 – Наночастицы серебра

на поверхности цеолита

Внешний вид и микроструктура механических сплавов (Mg-Ni)

Кинетика гидрирования. 1 цикл. Т=350°С

= 15 атм

НОвОЕ

www.composite.su

НАс чиТАюТ

имЕННО ТЕ,

КТО вАм НУжЕН

КОМПОЗИТНЫЙ МИР

З а К а З Р е К л а М Ы П О Т е л е ф О Н у ( 8 1 2 ) 3 2 5 – 7 7 – 8 6

№ 2005 (0)