новые химические технологии
АНАЛИТИЧЕСКИЙ ПОРТАЛ ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
ПОИСК    

НА ГЛАВНУЮ 

СОДЕРЖАНИЕ:

НАУКА и ТЕХНОЛОГИИ

Базовая химия и нефтехимия

Продукты оргсинтеза ............

Альтернативные топлива, энергетика ...........................

Полимеры ...........................

ТЕНДЕНЦИИ РЫНКА

Мнения, оценки ...................

Законы и практика ...............

Отраслевая статистика .........

ЭКОЛОГИЯ

Промышленная безопасность

Экоиндустрия .......................

Рециклинг ............................

СОТРУДНИЧЕСТВО

Для авторов .........................

Реклама на сайте ................

Контакты .............................

Справочная .........................

Партнеры ............................

СОБЫТИЯ ОТРАСЛИ

Прошедшие мероприятия .....

Будущие мероприятия ...........

ТЕНДЕРЫ

ОБЗОРЫ РЫНКОВ

Исследование рынка ламинированного спанбонда в России
Исследование рынка вискозного волокна в России
Исследование рынка спанбонда с клеевым слоем в России
Исследование рынка нитрильных перчаток в России
Исследование рынка респираторов в России
Исследование рынка медицинских масок в России
Исследование рынка нетканого СМС материала в России
Исследование рынка мелтблауна в России
Исследование рынка нетканых материалов для медицины и гигиены
Исследование рынка каменной бумаги в России

>> Все отчеты

ОТЧЕТЫ ПО ТЕМАМ

Базовая химия и нефтехимия
Продукты оргсинтеза
Синтетические смолы и ЛКМ
Нефтепереработка
Минеральные удобрения
Полимеры и синтетические каучуки
Продукция из пластмасс
Биохимия
Автохимия и автокосметика
Смежная продукция
Исследования «Ad Hoc»
Строительство
In English
  Экспорт статей (rss)

Полимеры

СУПЕР-НИТИ НПП «ТЕРМОТЕКС»


ООО НПП «Термотекс» с 2003 года начал выпуск арамидных нитей Русар-С идентичных по химическому составу нитям Армос (ОАО НПК «Тверьхимволокно») и Русар (ОАО «Каменскволокно»).


 

           Нити Русар-С относятся к отечественным супернитям 3-го поколения и имеют самые высокие в мире физико-механические характеристики (см. таблицу 1). Существенным отличием технологии их производства от нитей СВМ (первое поколение), Армос и Русар (нити 2-го поколения) является сухо-мокрое формование. Нити Русар-С используются в производстве тяжелонагруженных композитных материалов специального назначения, срок службы которых составляет от 15 до 20 лет в зависимости от использования и условий эксплуатации.

Таблица 1. Основные достигнутые в производстве физико-механические свойства нитей семейства Русар.

Наименование показателей

РусарРусар-СРусар-ОРусар-НТ
Удельная разрывная нагрузка нити, сн/текс24029054290
Удлинение нити при разрыве, % не менее2,62,53,52,0
Модуль упругости, ГПа (кгс/мм2), не менее140(14300)160(16300)-170-180(17400-18400)
Коэффициент вариации по разрывной нагрузке, % не менее8686
Число кручений на 1 м нити, кр/м50-10050-100120±1550-100
Прочность нити в микропластике, ГПа (кгс/мм2)4,5-5,0(460-510)5,4-6,4(550-660)-5,0-5,5(510-560)
Число двойных изгибов при нагрузке 12 кг/мм2 не менее1,4×1042,0×104--
Кислородный индекс, %28-3028-3042-4536-40

           Многолетний опыт технологических работ сотрудников ООО НПП «Термотекс» в г. Мытищи (с 1969 г.), г. Санкт- Петербурге (с 1973 г.), г. Твери (с 1980 г.), г. Каменск-шахтинский (с 1978г) по нитям СВМ, Армос, Русар и Русар-С показывает, что стартовые физико-механические показатели нитей одного химического состава могут быть существенно, более чем на 50%, увеличены в процессе отработки технологии их производства и стабилизации свойств исходного сырья, поставляемого с ритмично работающих предприятий. Например, нити Армос имели стартовые характеристики на опытно-промышленных установках (ОПУ) в г. Твери и г. Каменск-Шахтинском по прочности нитяного микропластика σ м. п. = 400-420 кгс/мм2 и модулем упругости 14000-145000 кгс/мм2. Прочность нитяного микропластика нити Русар-С в настоящее время составляет > 600 кгс/мм2 при модуле упругости 16000 кгс/мм2 с выходом более 60% от общего объема выпуска нити.
           Указанные показатели нитей Русар-С достигнуты не только за счет реализации сухо-мокрого способа формования, но и за счет максимальной реализации резервов, заложенных в химическом составе волокнообразующего полимера и за счет оптимизации технологических операций на всех стадиях изготовления нитей.
           Рассмотрим некоторые особенности основных операций определяющих качество нитей.
           К ним относятся:
1) Синтез волокнообразующего полимера,
2) Формование нитей из поликондиционных растворов,
3) Термообработка и термовытяжка нитей.


1. Синтез волокнообразующего полимера.
           1. 1. Общеизвестно, что в реакции растворной поликонденсации сополимера Армос, Русар и Русар-С участвуют два диамина. Один из них симметричный – мономер-А, а второй не симметричный – мономер-Б. Эти диамины в оптимальных мольных соотношениях взаимодействуют с терефталоилхлоридом – мономером-В и образуют сополиамид следующего состава:
[nА+mВ] + кВ = -[А + В + Б]- + HCL                                  (1)
   100%    100%     п +m+к    (п + m +к) - 1

           Сложность проведения данной реакции синтеза сополиамида заключается в том, что:
а) взаимодействие диамина А с мономером В - это прямая реакция синтеза полимера Кевлар, Тварон или Терлон.
б) взаимодействие диамина Б с мономером В - это прямая реакция синтеза полимера СВМ.
Константы скорости реакций по механизму а) и б) различны, поэтому необходимо подобрать такие температурные, временные и гидродинамические условия синтеза, чтобы реакция сополиконденсации проходила по механизму (1) с образованием среднестатистического а не блочного сополимера. Такие режимы нами были найдены, оптимизированы под имеющийся парк оборудования и реализованы в химической части ОПУ «ВМН-88» в г. Мытищи.
           1. 2. Второй значимой особенностью синтеза сополимеров типа Армос, Русар и Русар-С является тот факт, что реакция сополиконденсации происходит на границе раздела фаз – твердое вещество (мономер В) – жидкость (раствор диаминов А и Б). Это подтверждается тем, что константа скорости реакции поликонденсации на два порядка выше, чем константа скорости растворения терефталоилхлорида (мономер В) в растворителе - диметилацетамиде (ДМАА). В результате этого реакция из кинетической области переходит в диффузионную, т. к. на поверхности мономера В образуется олигомер – низкомолекулярный полимер, который необходимо отвести с поверхности твердой фазы для осуществления дальнейшей реакции.
           Это возможно за счет повышения интенсивности перемешивания реакционного раствора в реакторе синтеза олигомера (1-ая стадия синтеза) и полимера (2-ая стадия синтеза).
           Необходимо отметить, что вязкость реакционной среды при синтезе волокнообразующего полимера увеличивается на 105 раз. Поэтому для оптимизации гидродинамических режимов синтеза реакцию поликонденсации проводят в две стадии в 2-х реакторах с различными типами перемешивающих устройств. Такие перемешивающие устройства при участии ЛенНИИХИММАШа были разработаны еще в середине 80-х годов прошлого столетия, но полностью внедрены только на ОПУ «ВМН-88» в НПП «Термотекс»


2. Формование нити из поликонденсационного раствора
           Общеизвестно, что процесс формования надмолекулярной структуры арамидных нитей, получаемых из поликонденсационных растворов, определяется способом формования и условиями осаждения полимера в осадительной ванне на прядильной машине. Поскольку отечественные арамиды СВМ, Армос, Русар формуются из низкоконцентрированных растворов полимера с отрицательной фильерной вытяжкой, в научных кругах до некоторых пор считалось невозможным осуществить этот процесс сухомокрым способом, т. е. через газовоздушную прослойку между фильерой и зеркалом осадительной ванны.
           Проведенные в ООО НПП «Термотекс» исследования показали несостоятельность этого мнения. Процесс сухо-мокрого формования нити Русар-С был нами реализован в опытно-промышленном масштабе на модернизированной прядильной машине ПН-300-В2. С 2005 года установка ОПУ «ВМН-88» работает с полной загрузкой по мощности (непрерывно 330 дней в году).
           На ней изготавливаются нити Русар-С линейной плотности 60 текс для производства КМ.
           Сухо-мокрое формование позволяет убрать эффект «луковицы», осуществлять первичное осаждение полимера в гель-волокне в парах над зеркалом ОВ с последующим доосаждением в жидкости, а следовательно иметь менее дефектную оболочку и более плотное ядро мононитей. Исследование поверхности микрофиломентных нитей Армос, Русар и Русар-С, проведенные совместно с учеными ФГУП «Уральский электрохимический комбинат» на электронном микроскопе фирмы «Амрай» (США) показали, что нити Русар-С имеют существенно меньшую дефектность поверхности, чем нити Армос и Русар мокрого способа формования. Эти данные также подтверждены исследованиями поверхности микроволокон Армос, Русар и Русар-С с помощью атомно-силового микроскопа. Расстояние между «выступами» и «впадинами» на поверхности нитей Армос и Русар составляет в среднем 100 нм, а нитях Русар-С всего 50 нм.
           На более оптимальную надмолекулярную структуру нитей Русар-С по сравнению с нитями Армос и Русар указывают проведенные нами совместно с А.А. Рыбиным (МАТИ) исследования их прочностных характеристик при динамических скоростях (200 1/с) нагружения, а также наличие в мононитях Русар-С трехэтапного характера разрушения в отличие от одноэтапного разрушения нитей Русар и Армос в условиях высокоскоростных нагрузок растяжения. Это особенно важно при использовании арамидных нитей в «мягкой броне» при производстве баллистических тканей.

3. Термообработка и термовытяжка.
           Поскольку химический состав нити Русар-С идентичен химическому составу нитей Армос и Русар временные и температурные режимы их периодической термообработки и непрерывной термовытяжки были сначала прецизионно подобраны на лабораторных стендах, а затем масштабированы на промышленное оборудование ОПУ «ВМН-88» - аппарат ВТ-36М и термовытяжную машину В-250-С80.

4. Общие аспекты технологии.
           Необходимо отметить, что внедрение сухо-мокрого формования арамидных нитей из поликонденсационных растворов подразумевает иной, качественно новый уровень культуры всего производства нитей. Сухо-мокрое формование «не идет», если засорено хотя бы одно отверстие фильеры. Важное значение имеет не только качество изготовления самих фильер, но и подготовка фильерных комплектов, включая их сборку и упаковку. Чтобы сухо-мокрое формование «шло» необходим тщательный контроль прядильного раствора при его синтезе, гомогенизации, фильтрации и обезвоздушивании.
           Одним из определяющих качества нити факторов является постоянство качества исходного сырья -мономеров, растворителей и вспомогательных веществ. Колебания параметров качества которых сразу сказывается, например, на соотношении процента выхода нити Русар-С с прочностью более 600 кгс/мм2 в общем объеме производства, хотя нижний предел свойств остается на уровне не ниже 550 кгс/мм2, что, например, для нити Армос и Русар является очень хорошими показателями.
           Описанные выше нюансы технологии производства арамидных супер-нитей Русар-С охраняются Патентами РФ:
№ 2017866 (1992 г.), № 2145504 (1999 г.), № 2168567 (2001 г.), № 2215833(2002 г.) и соответствующими ноу-хау к ним.
           Однако резерв прочности на разрыв и модуля упругости нити данного химического состава близок к пределу, который по нашему прогнозу может составить:
σ м.п. 650-700 кгс/мм2 и модулем упругости 16000-16800 кгс/мм2 при условии возрождения предприятий отечественной сырьевой базы для арамидных волокон и их стабильной работы.
           Для дальнейшего развития необходимо расширение мономерной базы, как в части новых диаминов, так и диангидридов карбоновых кислот (нити Русар-НТ).

Выступление А. В. Токарева, ООО НПП «Термотекс», г. Мытищи, Московская обл., на 2-й международной конференции «Полимерные материалы XXI века», проходившей в рамках 14-й международной выставки «Химия-2007».

Версия для печати | Отправить |  Сделать стартовой |  Добавить в избранное

Куплю

19.04.2011 Белорусские рубли в Москве  Москва

18.04.2011 Индустриальные масла: И-8А, ИГНЕ-68, ИГНЕ-32, ИС-20, ИГС-68,И-5А, И-40А, И-50А, ИЛС-5, ИЛС-10, ИЛС-220(Мо), ИГП, ИТД  Москва

04.04.2011 Куплю Биг-Бэги, МКР на переработку.  Москва

Продам

19.04.2011 Продаем скипидар  Нижний Новгород

19.04.2011 Продаем растворители  Нижний Новгород

19.04.2011 Продаем бочки новые и б/у.  Нижний Новгород

Материалы раздела

БИОПРОИЗВОДНОЕ ПОЛИЭФИРНОЕ ВОЛОКНО ECO CIRCLE PLANTFIBER
СЭНДВИЧ-ПАНЕЛИ INDUSTRIUM
ПОЛИМЕРЫ ИЗ CO2
DUPONT CORIAN В ОТДЕЛКЕ МЕТРО В НЕАПОЛЕ
ЖЕЛЕЗООКИСНЫЕ ПИГМЕНТЫ для ЛИТИЙ-ИОНЫХ БАТАРЕЙ
ШЛЕМЫ ИЗ СКРАПА
МАТЕРИАЛЫ DUPONT CORIAN в ИНТЕРЬЕРАХ «АЭРОЭКСПРЕСС»
КАК ОПРЕДЕЛИТЬ СТОЙКОСТЬ ПОЛИМЕРНОГО ПОКРЫТИЯ?
КАБЕЛЬНЫЕ ЛОТКИ CABLOFIL
ОБЛЕГЧЁННЫЕ ПЛИТЫ SUPERPAN STAR
ПЕРВЫЕ КАРБОНОВЫЕ ДИСКИ
БУДУЩЕЕ ОРГАНИЧЕСКИХ СВЕТОДИОДОВ
НОВЫЕ ПЛЕНКИ для ОПК
БРОНЯ НА ОСНОВЕ САПФИРА
ПОСЛЕДНИЕ РАЗРАБОТКИ BASF ДЛЯ АВТОПРОМА
НОВЫЕ ПОЛИМЕРЫ ДЛЯ МЕДИЦИНЫ
ОРГАНИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОНИКА
ПОЛИМЕРЫ из ОТХОДОВ ЖИВОТНОВОДСТВА
ГИБКИЕ СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ
ТОНКОПЛЕНОЧНАЯ ФОТОВОЛЬТАИКА
ПОЛИМЕРЫ из ЦЕЛЛЮЛОЗЫ
КОМПОЗИТЫ, АРМИРОВАННЫЕ УГЛЕВОЛОКНОМ
НОВЫЕ ПРОДУКТЫ ИЗ УГЛЕРОДНОГО ВОЛОКНА ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА
НОВЫЕ РАСТВОРНЫЕ БУТАДИЕН-СТИРОЛЬНЫХ КАУЧУКИ (S-SBR) «LANXESS»
НАНОПОКРЫТИЯ для ТЕПЛИЦ
НОВЫЕ АДГЕЗИВЫ 3M для ЭЛЕКТРОНИКИ
ИСКУССТВЕННОЕ СЕРДЦЕ
БОЛЬШЕ ГРУЗОВ МОЖНО ПЕРЕВОЗИТЬ В БИГ-БЕГАХ
БИОИЗОПРЕН – БУДУЩЕЕ ШИННОЙ ОТРАСЛИ
«БЕЛКОВЫЕ» МИКРОСХЕМЫ
НОВЫЙ КОАЛЕСЦЕНТНЫЙ ФИЛЬТР GE
АВТОМАТИЗАЦИЯ на «ГАЛОПОЛИМЕРЕ»
НОВАЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ BASF
ПОЛИЭФИРНЫЕ ТКАНИ ECO STORM
ОПАСНОСТЬ ДЕТСКОЙ БИЖУТЕРИИ
ПОЛУЧЕНИЕ ТОНКОСЛОЙНОГО ФТОРОПЛАСТОВОГО ПОКРЫТИЯ
УГЛЕРОДНЫЕ ВОЛОКНА В АВТОПРОМЕ
«УМНАЯ» СИСТЕМА RFID КОНТРОЛЯ
«ХОЛЛОФАЙБЕР» как МЕЖВЕНЦОВЫЙ УТЕПЛИТЕЛЬ
НОВЫЙ ПРОТЕКТОРНЫЙ АГРЕГАТ «НИЖНЕКАМСКШИНА»
ЗАЩИТНЫЕ МАТЫ NEOPOLEN НА СПОРТИВНЫХ ТРАССАХ
НАНОТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ДОРОЖНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
МАТЕРИАЛЫ DUPONT НА ЕВРО-2012
ПЕРЕРАБОТКА БИОМАССЫ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ЦБК
KELLOGG BROWN: технология получения пропилена из нафты

>>Все статьи

Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru
Copyright © Newchemistry.ru 2006. All Rights Reserved