ТЕГИ
Термопласты полимеры, полимерные материалы операционные убытоки компании
Операционный убыток Lenzing Plastics порядка 9,8 млн евро, компания Lenzing Plastics (Ленцинг, Австрия), сообщила о том, что операционный убыток (EBIT) в 2009 году составил 9,8 млн евро, по сравнению с прибылью 7,3 млн евро в 2008 году. Продажи упали до 148 млн евро в год (2008: 182 млн евро).
Компания заявила, что неблагоприятные экономические условия в строительстве и автомобильной промышленности ударили по продажам в сегменте, на который приходится 12% от общего объема продаж Lenzing Plastics. В Lenzing ожидают, что работа бизнеса пластмасс останется в 2010 году трудной, хотя меры по оптимизации, должны привести к улучшению.
Lenzing Plastics производит целый ряд полиолефиновой и фторполимерной продукции, а также специализируется на выпуске сырья для моноаксиально-ориентированных пленок. Компания работает по четырем направлениям: термопласты, PTFE, акриловые волокна, а также углеродное волокно. (Plastinfo.ru)
Термопласты полимеры, полимерные материалы
Термопласты — полимерные материалы, способные обратимо переходить при нагревании в высокоэластичное либо вязкотекучее состояние.
Полимеры -термопласты могут иметь линейное или разветвлённое строение, быть аморфными (полистирол, полиметилметакрилат) либо кристаллическими (полиэтилен, полипропилен). В отличие от реактопластов для термопластов характерно отсутствие трёхмерной сшитой структуры и переход в текучее состояние, что делает возможным термоформовку, литьё и экструзию изделий из них.
Некоторые линейные полимеры не являются термопластами, так как температура разложения у них ниже температуры текучести (целлюлоза).
Переработка термопластов в изделия не сопровождается необратимой химической реакцией. Пригодны к повторной обработке (формованию).
Не так давно на выставке новых материалов IMDS / МВМС японским учеными (Kobaaysi P.G. и Tahiro Vnagulna) был представлен термопласт нового поколения, получивший название в честь малоизвестного немецкого ученого химика Андре Ганца. Материал назвали «BG.GNC.» Ученые утверждают, что уникальные свойства этого термопласта помогут сделать огромный прорыв в области химической промышленности, чем заинтересовались ученые Виам, разработки в котором в данной области ведутся последние годы.
Политетрафторэтилен PTFE, тефлон или фторопласт
PTFE — политетрафторэтилен, тефлон или фторопласт-4 (-C2F4-)n — полимер тетрафторэтилена (ПТФЭ), пластмасса, обладающая редкими физическими и химическими свойствами и широко применяемая в технике и в быту.
Понятие Тефлон является зарегистрированной торговой маркой корпорации DuPont. Непатентованное название вещества — «политетрафторэтилен» или «фторополимер».
Политетрафторэтилен был открыт в апреле 1938 года 27-летним учёным-химиком Роем Планкеттом, который случайно обнаружил, что закачанный им в баллоны под давлением газообразный тетрафторэтилен спонтанно полимеризовался в белый парафиноподобный порошок. Патент на изобретение тефлона принадлежит американской компании DuPont.
Свойства тефлона
Физические
Тефлон — белое, в тонком слое прозрачное вещество, по виду напоминающее парафин или полиэтилен. Обладает высокой тепло- и морозостойкостью, остается гибким и эластичным при температурах от —70 до +270 °C, прекрасный изоляционный материал. Тефлон обладает очень низкими поверхностным натяжением и адгезией и не смачивается ни водой, ни жирами, ни большинством органических растворителей.
Химические свойства тефлона
о своей химической стойкости превышает все известные синтетические материалы и благородные металлы. Не разрушается под влиянием щелочей, кислот и даже смеси азотной и соляной кислот. Разрушается расплавами щелочных металлов, фтором и трифторидом хлора.
Применение тефлона
Тефлон применяют в химической, электротехнической и пищевой промышленности, в медицине, в военных целях, в основном, в качестве покрытий.
Электроника тефлон
Тефлон широко используется в высокочастотной технике, так как, в отличие от близких по свойствам, полиэтилена или полипропилена, имеет очень низкий коэффициент изменения коэффициента диэлектрической проницаемости в зависимости от температуры, а также крайне низкими диэлектрическими потерями. Эти свойства, наряду с теплостойкостью, обуславливает его широкое применение в военной и аэрокосмической технике.
Тефлон очень тугоплавок; провод в тефлоновой изоляции невозможно проплавить паяльником. Впрочем, недостатком тефлона является высокая холодная текучесть. Если держать провод во фторопластовой изоляции под механической нагрузкой (например, поставить на него ножку мебели), провод через некоторое время может оголиться.
Промышленность тефлон
В различных отраслях промышленности волокна, полученные из политетрафторэтилена — тефлон, полифен, нашли широкое применение в качестве высокотемпературных мешочных фильтров, разных типов прокладок, нитей для текстильных тканей, а также в автомобильном оснащении, промышленных фильтрах общего назначения, элементах клапанов, мешалок и насосов, фильтрации и разделении.
Смазка тефлона фторопласт
Фторопласт (тефлон) — великолепный антифрикционный материал, с коэффициентом трения скольжения наименьшим из известных доступных конструкционных материалов (даже меньше, чем у тающего льда). Однако из-за мягкости и текучести он неприменим для тяжело нагруженных подшипников и в основном используется в приборостроении.
Известны смазки со введённым в их состав мелкодисперсным фторопластом, их отличает то, что наполнитель, оседая на трущихся металлических поверхностях, позволяет в ряде случаев некоторое время работать механизмам с полностью отказавшей системой смазки, только за счёт антифрикционных свойств фторопласта.
Из-за низкого трения и несмачиваемости насекомые не способны ползти по тефлоновой стене. В частности, тефлоновая защита применяется при содержании нелетающих насекомых, чтобы они не смогли вылезти наружу.
Пищевая промышленность и быт
Благодаря низкой адгезии, несмачиваемости и термостойкости тефлон в виде покрытия широко применяется для изготовления экструзионных форм и форм для выпечки, а также сковород и кастрюль. Тефлоновое покрытие в виде тончайшей плёнки наносят на лезвия бритв, что значительно продлевает срок их службы и облегчает бритьё.
Изделия, в производстве которых используется тефлон
— обогревательные лампы
— переносные обогревательные приборы
— пластины утюгов
— покрытия гладильных досок
— конфорки плит
— противень
— электрогриль
— прибор для изготовления попкорна
— кофейники
— скалка (с антиналипающим покрытием)
— машина для выпечки хлеба
— поддоны под вертел или решетку
— формочки для мороженого
— кипятильники
— штопоры
— поверхность кухонной плиты
— кухонная утварь
— кастрюли и сковороды для жарки
— вок (китайские кастрюли для жарки овощей и мяса)
— формы для выпекания
— пресс для горячих бутербродов
— вафельница
— оптические криостаты
— бритвенные лезвия
Уход за посудой с тефлоновым покрытием
Тефлоновое покрытие не обладает большой прочностью, поэтому при приготовлении пищи в такой посуде следует использовать только мягкие — деревянные, пластиковые или покрытые слоем пластика — принадлежности (лопатки, половники и т.п). Посуду с тефлоновым покрытием нужно мыть в тёплой воде мягкой губкой, с добавлением жидкого моющего средства, без использования абразивных губок или чистящих паст.
Опасность тефлона
Сам по себе полимер очень устойчив и инертен в обычных условиях. Однако при нагревании свыше 200 °C, политетрафторэтилен разлагается с образованием токсичных продуктов. Кроме того, в производстве и при деструкции полимера, возможно образование перфтороктановой кислоты (PFOA или C-8), которая по-прежнему используется в производстве тефлоновых покрытий.
Однако в январе 2006 г. фирма DuPont, единственный производитель PFOA в США, согласилась удалить остатки реагента со своих предприятий до 2015 г., хотя и не обязалась полностью исключить её применение.
Недавно тефлон стали связывать с повышением уровня холестерина и триглицеридов у людей, у животных заметны изменения объемов мозга, печени и селезенки, одновременно рушится эндокринная система, повышается риск рака, бездетности и отставания в развитии. Доказано, что C-8, попадая в организм лабораторных крыс, вызывает у них злокачественные опухоли, может привести к мутациям у потомства и нарушениям иммунной системы. Научные исследования доказали, что выделяемые из тефлона вещества могут увеличить риск ожирения, инсулиновые проблемы, рак щитовидной железы. Кроме того, тефлон угрожает, по крайней мере, девяти видам клеток, которые влияют на работу иммунной системы.
Продукты термического разложения тефлона
Среди продуктов термического разложения тефлона обнаружен ряд высокотоксичных соединений, самым опасным из которых считается перфторизобутилен (C4F8, октафторизобутен) — крайне ядовитый газ, который примерно в 10 раз токсичнее фосгена.
Среди продуктов распада также обнаружены: гексафторэтан (C2F6), октафторциклобутан (C4F8), тетрафторэтилен (C2F4), гексафторпропилен (C3F6) и ряд других фторолефинов, а также карбонилфторид (COF2, дифторофосген), трифторуксусная кислота (CF3COOH) и её фторангидрид (CF3COF), фтористый водород (HF) и другие соединения.
Опасность тефлона для птиц
Особое строение дыхательной системы птиц делает их сверхчувствительными к токсичным веществам, содержащимся в окружающей среде. Установлено, что даже минимальное количество перфтороктановой кислоты, попадая с вдыхаемым воздухом в организм птицы, поражает ее дыхательную систему, приводя к смерти через некоторое время (от нескольких минут до десятков часов). Маленькие птички, которые более чувствительны к токсичным веществам, подышав испарениями тефлона в течение пары секунд, гибнут в жестоких мучениях в течение последующих 24 часов.
Вначале, когда новость о смертоносном вреде тефлона для птиц только появилась, было принято считать, что смертельные пары выделяются лишь при очень высоких температурах. К настоящему времени достоверно зафиксирован случай смерти 52 % птиц, в течение 3-х суток дышавших испарениями тефлоновых поверхностей осветительных ламп, нагретых до 202 °C. По другим сведениям, достаточно всего лишь около 163 °C (325 °F) , или даже 140—149 °C (285—300 °F), но эти данные требуют дополнительной проверки.
Существует очень много сведений о гибели домашних птиц (например, попугаев) от испарений тефлоновых сковородок, оставленных без присмотра и перегретых выше безопасной температуры
Акриловое волокно нитрон& акрил&— синтетические волокна
Акриловое волокно — Нитрон, акриловое волокно или акрил — синтетическое волокно, получаемое путём формования из растворов полиакрилонитрила или его производных. Волокно достаточно прочное, жёсткое, устойчивое к окрашиванию. Содержание добавок варьируется в зависимости от типа волокона. Применяют для изготовления трикотажных изделий, костюмных тканей, в том числе используется в виде напыления, для придания материалам водоотталкивающих свойств. Также применяется в различных технических изделиях.
Свойства нитрона, акрилового волокна
достоинства:
— прочность
— износоустойчивость
— дешевизна
недостатки:
— низкая эластичность
— негигиеничность
Углеродное волокно — материал, состоящий из тонких нитей диаметром от 5 до 15 микрон, образованных преимущественно атомами углерода. Атомы углерода объединены в микроскопические кристаллы, выровненные параллельно друг другу. Выравнивание кристаллов придает волокну большую прочность на растяжение. Углеродные волокна характеризуются высокой силой натяжения, низким удельным весом, низким коэффициентом температурного расширения и химической инертностью.
Впервые получение и применение углеродных волокон (Углеродное волоконо) (точнее, нитей) было предложено и запатентовано известным американским изобретателем — Томасом Алва Эдисоном в 1880 г. в качестве нитей накаливания в электрических лампах. Эти волокна получались в результате пиролиза хлопкового или вискозного волокна и отличались хрупкостью и высокой пористостью и впоследствии были заменены вольфрамовыми нитями. В течение последующих 20 лет он же предложил получать углеродные и графитированные волокна на основе различных природных волокон.
Вторично интерес к углеродным волокнам появился в середине XX в., когда велись поиски материалов, пригодных для использования в качестве компонентов композитов для изготовления ракетных двигателей. Углеродное волоконо по своим качествам оказались одними из наиболее подходящих для такой роли армирующими материалами, поскольку они обладают высокой термостойкостью, хорошими теплоизоляционными свойствами, коррозионной стойкостью к воздействию газовых и жидких сред, высокими удельными прочностью и жесткостью. В 1958 г. в США были получены Углеродное волоконо на основе вискозных волокон. При изготовлении углеродных волокон нового поколения применялась ступенчатая высокотемпературная обработка ГТЦ-волокон (900 °C, 2500 °C), что позволило достичь значений предела прочности при растяжении 330—1030 МПа и модуля упругости 40 ГПа. Несколько позднее (в 1960 г.) была предложена технология производства коротких монокристаллических волокон («усов») графита с прочностью 20 ГПа и модулем упругости 690 ГПа. «Усы» выращивались в электрической дуге при температуре 3600 °C и давлении 0,27 МПа (2,7 атм).
Совершенствованию этой технологии уделялось много времени и внимания на протяжении ряда лет, однако в настоящее время она применяется редко ввиду своей высокой стоимости по сравнению с другими методами получения углеродных волокон. Почти в то же время в России и несколько позже, в 1961 г., в Японии были получены Углеродное волоконо на основе полиакрилонитрильных (ПАН) волокон. Характеристики первых углеродных волокон на основе ПАН были невысоки, но постепенно технология совершенствовалась и уже через 10 лет (к 1970 г.) были получены углеродные волокна на основе ПАН-волокон с пределом прочности 2070 МПа и модулем упругости 480 ГПа. Тогда же была показана возможность получения углеродных волокон по этой технологии с еще более высокими механическими характеристиками: модулем упругости до 800 ГПа и пределом прочности более 3 ГПа. Углеродное волоконо на основе нефтяных пеков были получены в 1970 г. также в Японии.
Углеродное волоконо обычно получают термической обработкой химических или природных органических волокон, при которой в материале волокна остаются главным образом атомы углерода. Температурная обработка состоит из нескольких этапов. Первый из них представляет собой окисление исходного (полиакрилонитрильного, вискозного) волокна на воздухе при температуре 250 °C в течение 24 часов. В результате окисления образуются лестничные структуры, представленные на рис. 1. После окисления следует стадия карбонизации — нагрева волокна в среде азота или аргона при температурах от 800 до 1500 °C. В результате карбонизации происходит образование графитоподобных структур. Процесс термической обработки заканчивается графитизацией при температуре 1600-3000 °C, которая также проходит в инертной среде. В результате графитизации количество углерода в волокне доводится до 99 %. Помимо обычных органических волокон (чаще всего вискозных и полиакрилонитрильных), для получения Углеродное волоконо могут быть использованы специальные волокна из фенольных смол, лигнина, каменноугольных и нефтяных пеков.
Дополнительная переработка Углеродное волоконо
Углеродные волокна могут выпускаться в разнообразном виде: штапелированные (резаные, короткие) нити, непрерывные нити, тканые и нетканые материалы. Наиболее распространенный вид продукции — жгуты, пряжа, ровинги, нетканые холсты. Изготовление всех видов текстильной продукции производится по обычным технологиям, так же как для других видов волокон. Вид текстильной продукции определяется предполагаемым способом использования Углеродное волоконо в композиционном материале, точно так же, как и сам метод получения композита. Основные методы получения композитов, армированных углеродными волокнами, являются обычными для волокнистых материалов: выкладка, литье под давлением, пултрузия и другие. В настоящее время выпускается ряд видов Углеродное волоконо и Углеродное волоконоМ, основные из которых перечислены ниже.
— На основе вискозных нитей и волокон:
нити, ленты, ткани — Урал;
нетканый материал — Карбопон;
активированные сорбирующие ткани — Бусофит,САУТ-1С, АУТ-М;
активированные сорбирующие нетканые материалы — Карбопон-Актив.
— На основе вискозных штапельных волокон:
волокна и нетканые материалы: карбонизованые — Углен (технология восстановлена на Светлогорском ПО «Химволокно») и графитированые — Грален;
— На основе ПАН-нитей и жгутов:
ленты и ткани — ЛУ, УКН, Кулон, Элур.
активированные сорбирующие волокна и нетканые материалы — Актилен, Ликрон;
дисперсный порошок из размолотых волокон — Ваулен, АУТ-МИ (для медицинских целей).
— На основе ПАН-волокон:
Волокна и нетканые материалы: карбонизованные — Эвлон и графитированные — Конкор.
Выпускают Углеродное волоконо и за рубежом: в США — Торнел, Целион, Фортафил; в Великобритании — Модмор, Графил; в Японии — Торейка, Куреха-лон
До 2007 г. в СНГ углеродные волокна производились на двух предприятиях: «Аргон» (г. Балаково, Россия) — производство на основе ПАН (полиакрилонитрила) и РУП «Светлогорское ПО Химволокно» — производство на основе вискозы. Оба предприятия обладают собственными мощностями по производству прекурсора. Предприятие в Беларуси — крупнейший мировой производитель углеволокна из вискозы. Существовавшие во времена СССР в г. Бровары (под Киевом, Украина), г. Запорожье (Украина) г. С.-Петербурге (НПО «Химволокно»), г. Шуе (Россия) утрачены безвозвратно.
В настоящее время в России углеволокнистые материалы производятся ОАО "НПК «Химпроминжиниринг» (входит в структуру Росатома), ФГУП НИИграфит, НПЦ «Углеродное волоконоИКОМ»
Свойства
Углеродное волоконо имеют исключительно высокую теплостойкость: при тепловом воздействии вплоть до 1600—2000 °С в отсутствии кислорода механические показатели волокна не изменяются. Это предопределяет возможность применения Углеродное волоконо в качестве тепловых экранов и теплоизоляционного материала в высокотемпературной технике. На основе Углеродное волоконо изготавливают углерод-углеродные композиты, которые отличаются высокой абляционной стойкостью. Углеродное волоконо устойчивы к агрессивным химическим средам, однако окисляются при нагревании в присутствии кислорода. Их предельная температура эксплуатации в воздушной среде составляет 300—350°С. Нанесение на Углеродное волоконо тонкого слоя карбидов, в частности SiC, или нитрида бора позволяет в значительной мере устранить этот недостаток. Благодаря высокой химической стойкости Углеродное волоконо применяют для фильтрации агрессивных сред, очистки газов, изготовления защитных костюмов и др. Изменяя условия термообработки, можно получить Углеродное волоконо с различными электрофизическими свойствами (удельное объёмное электрическое сопротивление от 2·10-3 до 106 ом/см) и использовать их в качестве разнообразных по назначению электронагревательных элементов, для изготовления термопар и др.
Активацией Углеродное волоконо получают материалы с большой активной поверхностью (300—1500 м²/г), являющиеся прекрасными сорбентами. Нанесение на волокно катализаторов позволяет создавать каталитические системы с развитой поверхностью.
Обычно Углеродное волоконо имеют прочность порядка 0,5—1 Гн/м² и модуль 20—70 Гн/м², а подвергнутые ориентационной вытяжке — прочность 2,5—3,5 Гн/м² и модуль 200—450 Гн/м². Благодаря низкой плотности (1,7—1,9 г/см³) по удельному значению (отношение прочности и модуля к плотности) механических свойств Углеродное волоконо превосходят все известные жаростойкие волокнистые материалы. На основе высокопрочных и высокомодульных Углеродное волоконо с использованием полимерных связующих получают конструкционные углеродопласты. Разработаны композиционные материалы на основе Углеродное волоконо и керамических связующих, Углеродное волоконо и углеродной матрицы, а также Углеродное волоконо и металлов, способные выдерживать более жесткие температурные воздействия, чем обычные пластики.
Применение
Углеродное волоконо применяют для армирования композиционных, теплозащитных, хемостойких в качестве наполнителей в различных видах углепластиков. Наиболее емкий рынок для Углеродное волоконо в настоящее время — производство первичных и вторичных структур в самолетах «Боинг» и «Аэробус» (до 30 тонн на одно изделие). По причине резко возросшего спроса в 2004—2006 гг. на рынке наблюдался большой дефицит волокна, что привело к его резкому удорожанию.
Из Углеродное волоконоМ изготавливают электроды, термопары, экраны, поглощающие электромагнитное излучение, изделия для электро- и радиотехники. На основе Углеродное волоконо получают жесткие и гибкие электронагреватели, в том числе ставшие популярными т. н. «карбоновые нагреватели», обогреваемую одежду и обУглеродное волоконоь. Углеродный войлок — единственно возможная термоизоляция в вакуумных печах, работающих при температуре 1100 °C и выше. Благодаря химической инертности углеволокнистые материалы используют в качестве фильтрующих слоев для очистки агрессивных жидкостей и газов от дисперсных примесей, а также в качестве уплотнителей и сальниковых набивок. Углеродное волоконоА и углеволокнистые ионообменники служат для очистки воздуха, а также технологических газов и жидкостей, выделения из последних ценных компонентов, изготовления средств индивидуальной защиты органов дыхания. Широкое применение находят Углеродное волоконоА (в частности, актилен) в медицине для очистки крови и других биологических жидкостей.
В специальных салфетках для лечения гнойных ран, ожогов и диабетических язв — незаменима ткань АУТ-М, разработанная в начале 80-х годов и опробованная при боевых действиях в Афганистане. Как лекарственное средство применяют при отравлениях (благодаря высокой способности сорбировать яды. Например препарат «Белосорб», или АУТ-МИ на основе светлогорского сорбента), как носители лекарственных и биологически активных веществ. Углеродное волоконо катализаторы используют в высокотемпературных процессах неорганических и органических синтеза, а также для окисления содержащихся в газах примесей (СО до CO2, SO2 до SO3 и др.). Широко применяется в автоспорте в качестве изготовления деталей кузова
