Применение полимеркомпозитов в решении

проблем энерго- и ресурсосбережения

Уровень развития промышленности композиционно-волокнистых материалов (КВМ) и полимер содержащих композитов (КПМ) определяется технико-экономической эффективностью данных материалов. Учитывая их свойства и возможность применения (технологическая, конструкционная), рассматриваются вопросы использования КВМ и КПМ в энерго- и ресурсосберегающих технологиях.

Конструктивный характер, физико-механические свойства КВМ и КПМ позволяют подобрать составляющие их компоненты и рассчитать структуру, отвечающую необходимыми для эксплуатации изделий свойствами.

В основе КВМ лежат два основополагающих материала:

основа – стеклоткань, углеткань, органоматериалы;

связующие – эпоксидные, полиэфирные и другие.

На базе этих композиций возможно решение целого ряда проблем. Например, конструкции, к которым предъявляются требования по возможности эксплуатации при постоянных и переменных высоких температурах и требования по долговечности данной конструкции.

Одним из направлений применения КВМ является их использование в производстве газоотводящих стволов ТЭЦ. Их отличительная конструктивная особенность заключается в том, что на базе конструкционного стеклопластика на основе стеклотканей и их различных модификаций и эпоксидно-фенольных смол создается конструкция диаметром до 3,5м, собираемая из блоков длиной 6м и высотой 100-120м. Период эксплуатации подобных труб составляет 30-50 лет, что на порядок превышает срок эксплуатации подобных конструкций из традиционных материалов (металл, кирпич, бетон).

Однослойные намоточные конструкции газоотводящих стволов ТЭЦ испытаны и находятся в эксплуатации на ТЭЦ г. Москвы, г. Одессы. Их преимущество заключается в повышенной удельной прочности, долговечности и коррозионностойкости. Но существует и ряд недостатков, таких как: низкая термостойкость связующего ЭТФ (примерно 190^° С); необходимость создания поддерживающего каркаса из металла, что в совою очередь компенсируется временем эксплуатации самой трубы; уменьшение срока эксплуатации за счет температур отпотевания.

Характерными особенностями конструкций из КВМ является возможность применения в намоточном варианте трехслойных конструкций (оболочка + теплоизолирующий слой + наружная оболочка). При этом теплофизические характеристики такой конструкции превышают традиционные варианты (с учетом температурно-влажностного режима окружающей среды).

Традиционная борьба с теплопотерями в жилом фонде городов и поселков с введением новых СНиП на строительство жилья привело к возникновению новых проблем, связанных с обеспечением долговечным теплоизолирующим материалом в системах подачи теплоносителя от ТЭЦ до жилого микрорайона и сохранности тепла непосредственно в жилых домах. В связи с этим оправдано применение теплоизолирующих «скорлупок», изготавливаемых из пенополиуретана или фенопластов, внутренний диаметр которых копирует диаметр трубы подающей теплоноситель, наружный диаметр лимитируется расходом материала и теплофизическими характеристиками.

Одной из серьезных проблем литьевой промышленности на сегодняшний день является вопрос изготовления точных форм и упрощение выполнения моделей для изготовления отливок из металла. Традиционные способы требуют значительных затрат металла для изготовления мастер-моделей. Композиционный материал на основе полимерных связующих и минеральных наполнителей (КПМ) позволяет изготавливать мастер-модели, которые обеспечивают получение отливок заданной точности, при этом полимерная мастер-модель позволяет многократное ее использование без дополнительных ремонтов. Нами были разработаны и предложены составы КПМ на полиэфирном и эпоксидном связующих для изготовления моделей, предназначенных для чугунных отливок. Внедрение данной разработки позволит значительно снизить трудозатраты на изготовление мастер-моделей и себестоимость изделия.

Объектами разработок служили полимерсодержащие композиционные материалы на основе полиэфирных и эпоксидных смол.

Составляющие исходные материалы:

1. Полиэфирная смола общего назначения ПН-1(ГОСТ 27952-88);

2. Полиэфирная смола с пониженной горючестью ПН-62 (ТУ 6-05-101-26-72);

3. Эпоксидные диановые смолы ЭД-20 и ЭД-16;

4. Эпоксидный компаунд К-153;

5. Ускоритель - нафтенат кобальта (УНК) (ТУ 6-05-1075-76);

6. Инициатор - перекись циклогексанона (ПЦОН) (ТУ 2417-031-05015213-95);