|
|
фенолоальдегидные смолы и пластмассы на их основе. Реферат кремнийорганические соединения. Кремнийорганические полимеры
Многофункциональные композиционные материалы. Основными производителями композитов в мире (в объемном выражении) являются Китай (28%), США (22%) и Европейский союз (14%). Объем российского рынка составляет 0,5–1% от мирового, т. е. практически находится в пределах статистической погрешности.
Практика показала, что путем подбора состава и свойств компонентов композиционных материалов (матрицы и наполнителя, их соотношения, ориентации наполнителя) можно обеспечить получение практически любых изделий с заранее заданным сочетанием эксплуатационных и технологических свойств. В настоящее время на международном и российском рынке наибольшее распространение получили полимерные композиционные материалы (ПКМ).
Кремнийорганические соединения получили широкое распространение в качестве основы при создании композитов различного назначения.
Использование полидиметилсилоксанового каучука в качестве основы синтактного пенопласта позволило повысить термостойкость, а также устойчивость к действию неблагоприятных факторов.
Создание ПКМ с повышенными прочностными характеристиками и термостойкостью в настоящее время весьма актуально. Так, для повышения предела прочности при сжатии и твердости композита на основе полиметилсилоксановой смолы, в ее состав вводят высокодисперсные порошки слюды и корунда. Полидиэтилсилоксаны (ПЭС) преимущественно используются для производства пластмасс, стеклопластиков, смазок, присадок, резиновых изделий, а также применяются в парфюмерии и косметологии.
В настоящее время при изготовлении термостойких изделий радиотехнического и конструкционного назначения широкое распространение получили стеклопластики марок СК-9ФА, СК-9ХК и СК-9-70С на основе кремнийорганических связующих. Основным недостатком этих материалов является наличие в их составе пассивных растворителей, выделение которых в процессе формирования приводит к повышенной пористости готового материала (
15%), появлению внутренних напряжений и межслойных расслоений. В процессе хранения полуфабрикат (препрег) на основе кремнийорганических связующих становится жестким, что затрудняет выкладку изделий сложной конфигурации. Для решения данной проблемы в качестве связующего возможно использование пленки на основе кремнийорганических олигомеров. Наилучшие свойства имеют стеклопластики, получаемые на основе пленочного кремнийорганического связующего марки ПК-2а.
Силоксановые каучуки обладают низким тангенсом угла диэлектрических потерь в широком диапазоне частот, что и является одной из основных причин использования их в качестве основы для термостойких материалов радиотехнического назначения, в том числе радиопоглощающих материалов. Благодаря высоким значениям адгезии к алюминиевым и титановым сплавам, в качестве перспективной матрицы для радиопоглощающих покрытий возможно использование вулканизированных кремнийорганических блок-сополимеров. Покрытия на основе ряда кремнийорганических блок-сополимеров наносятся по лакокрасочным технологиям и могут обладать высокой степенью наполнения функциональными частицами.
Полидиметилсилоксановый каучук и многие другие силоксановые каучуки находят широкое применение при создании синтактных материалов. Синтактные материалы (СМ) на основе кремнийорганического полимера и полых микросфер являются перспективными материалами для различных отраслей промышленности, благодаря легкости, высоким физико-механическим и теплофизическим характеристикам. В некоторых случаях важно, чтобы синтактные материалы обладали высокими диэлектрическими свойствами – например, при использовании их в качестве конструкционного материала на объектах специального назначения: стационарных радиолокационных станциях, радиотелескопах и т. д. Создание недорогих эффективных синтактных материалов c высокими диэлектрическими свойствами на основе полых микросфер является в настоящее время важной задачей. Возможно также использование полидиметилсилоксанового каучука в качестве стабилизатора при осуществлении высокоэнергетического помола функциональных наполнителей, предотвращающего образование агрегатов частиц в течение времени, достаточного для проведения процесса последующей вулканизации с сохранением однородного состава получаемого покрытия радиотехнического назначения.
При создании современных летательных аппаратов, особенно в гражданском самолетостроении, в последнее время все больше ужесточаются требования к производимому шуму. Для решения задач по снижению нежелательного акустического воздействия, как правило, применяются звукопоглощающие материалы. Во ФГУП «ВИАМ» разработан звукопоглощающий материал-конструкция марки ВЗМК-1, предназначенный для использования в двигательных установках перспективных двигателей, в том числе двигателей семейства ПД. Материал ВЗМК-1 обеспечивает одновременно два механизма звукопоглощения: резонансный и диссипативный, т. е. обладает более широким рабочим диапазоном.
Достигается данное сочетание благодаря размещенному в ячейках стеклосотопласта пористому заполнителю определенной толщины на заданной глубине. Пористый заполнитель представляет собой открытоячеистый пенопласт, пропитанный раствором на основе вулканизированного силоксанового каучука Лестосил СМ. В результате пропитки на сложной пористой поверхности пенопласта во всем его объеме образуется полимерное покрытие, обеспечивающее уникальные свойства материала ВЗМК-1:
– высокую адгезию заполнителя к стенкам стеклосотопласта;
– низкий уровень влаго- и водопоглощения;
– широкий рабочий диапазон звукопоглощения [5].
Полиорганосилоксаны на нашем предприятии. На участке, где я работаю, при приготовлении антиадгезионных покрытий технологической оснастки используются различные каучуки. В том числе среди них - каучук фторсилоксановый низкомолекулярный СКТНФТ-50 производства ФГУП «НИИСК», г. Санкт-Петербург.
Согласно техническим условиям на продукт каучук предназначен для изготовления бензомаслостойких герметиков, монолитных заливочных и обволакивающих компаундов, работоспособных в интервале температур от минус 600С до плюс 2500С и обладающих высокими диэлектрическими свойствами. Каучук нелетуч, невзрывоопасен, самопроизвольно не воспламеняется, горит только при внесении в источник огня без выделения вредных веществ.
Благодаря своим свойствам, но, к сожалению, высокой стоимости, данный вид каучука используется только при подготовке технологической оснастки для сборки прессформ особо ответственных изделий.
Еще одним из видов силиконовых каучуков, используемых на участке, является каучук синтетический низкомолекулярный диметилсилоксановый термостойкий СКТН, стабилизированный активной окисью кремния. СКТН изготавливается по ГОСТ предприятием - ООО ПО «Технология –Пласт» г. Люберцы.
Каучук СКТН предназначен для изготовления монолитных заливочных и обволакивающих компаундов, герметиков, пеногерметиков, пропиточных композиций, материалов и покрытий, обладающих высокими диэлектрическими свойствами и работающих при температуре от минус 600С до плюс 2500С.
Каучук используется при приготовлении герметизирующего состава для защиты элементов корпуса при подготовке прессформы для формования одного из изделий.
Для синтеза каучука используется сырье (полидиметилсилоксан с концевыми ОН группами), которое закупается в Китае (компания Хошин). К сожалению, на территории России данный предполимер не производится. Для его выпуска требуются большие затраты на оборудование и обеспечение безопасности производства, которые можно осилить в сложившейся на сегодняшний день ситуации только при помощи государства.
В апреле этого года руководители ООО ПО «Технология –Пласт» обратились в адрес нашего руководства с просьбой в объединении совместных усилий наших предприятий выступить с предложением на государственном уровне по запуску производства предполимера, уже готовых каучуков, масел и т.п. из исходного кремния в России, на базе Казанского завода синтетического каучука. Таким образом, у нас отпала бы существующая зависимость в стратегическом сырье - «силиконовые каучуки».
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Кремнийорганические материалы получили широкое распространение в различных отраслях промышленности – транспортной сфере, авиационной и ракетной технике, медицине и строительстве. Продукты на основе силоксановых каучуков обеспечивают высокую термическую стойкость, морозостойкость, атмосферостойкость, стойкость к действию кислорода и озона при повышенных температурах, радиационную стойкость, нетоксичность и биологическую инертность, хорошие изоляционные свойства.
Кремнийорганические лаки обеспечивают защиту средств авиационной техники и строительных конструкций от действия влаги и воды, других агрессивных сред. Лакокрасочные покрытия на основе кремнийорганических соединений легки в нанесении на поверхность защищаемых изделий, могут наноситься по известным лакокрасочным технологиям.
Наиболее распространенное применение кремнийорганические соединения получили при создании высокотемпературных клеев-герметиков, особенно с момента появления вулканизирующих агентов холодного отверждения. В настоящее время в ведущих научно-исследовательских институтах России активно ведутся работы по восстановлению и разработке перспективных кремнийорганических материалов и герметиков. Во ФГУП «ВИАМ» разработаны и рекомендованы к применению более 15 пастообразных герметизирующих композиций, включая ленточные герметики, которые нашли широкое применение в промышленности, в том числе авиационной, для герметизации элементов конструкций, остекления, приборов и т. д.
При производстве полупроводниковых приборов, а также других средств микроэлектроники за рубежом и в отечественной практике используются кремнийорганические лаки, а также заливочные кремнийорганические компаунды ускоренной вулканизации. Кремнийорганические покрытия (благодаря специфической структуре цепей полисилоксана) обладают высокими диэлектрическими свойствами, и поэтому широко применяются в качестве высокотемпературных электроизоляционных материалов.
С целью повышения термостойкости защитных покрытий в качестве их основы используется кремнийорганический лестничный блок-сополимер марки Лестосил СМ (ФГУП «НИИСК»), отверждаемый по реакции поликонденсации. Пленки лестничных кремнийорганических полимеров обладают высокими диэлектрическими характеристиками (в том числе в СВЧ диапазоне частот), влагозащитными свойствами и биоинертностью, не оказывают коррозионного воздействия на алюминий и медь, сочетают высокую эластичность с прочностью, работают в интервале температур -60 до +300°С, что обуславливает их применение в электротехнике, медицине, авиа- и ракетостроении и т. д.
Максимальной теплостойкостью из эластомерных материалов обладают силоксановые каучуки, что обуславливает их широкое распространение при создании материалов и композитов, способных работать при температуре ˃250°С. Существует отдельная линейка кремнийорганических блок-сополимеров, на основе которых получают вулканизаты, способные работать при температурах 250–300°С и выше.
В последние годы значительно возросло число полимеров, используемых для производства медицинских изделий. Разработка и создание материалов для восстановления функций тканей и органов приобретает все большую актуальность. Ряд кремнийорганических материалов благодаря достаточной биосовместимости и необходимым физико-механическим свойствам получил широкое распространение при экзо- и эндопротезировании.
Кремнийорганические соединения получили широкое распространение в качестве основы при создании композитов различного назначения, в том числе при получении синтактных пенопластов, а также материалов радиотехнического назначения и звукопоглощающих материалов и конструкций.
Создание новых кремнийорганических полимеров становится крайне актуальной задачей в настоящее время. В России сделаны первые шаги по восстановлению утерянных технологий изготовления силиконовых материалов в АО «ГНИИХТЭОС», ФГУП «НИИСК» и ФГУП «ВИАМ». Однако по-прежнему наблюдается отставание от стран Запада, Японии и США.
В настоящее время также отсутствует налаженное серийное производство ряда мономерных и полимерных кремнийорганических соединений. Разработка новой кремнийорганической продукции и обеспечение ее серийного выпуска позволят расширить эксплуатационные возможности материалов различного назначения, что, в свою очередь, повысит их конкурентоспособность как на отечественном, так и на мировом рынке [1].
Список использованных источников
Технология полимерных материалов: учеб. пособие /А.Ф. Николаев, В.К. Крыжановский, В.В. Бурлов и др.; под общ. ред. В.К. Крыжановского. – СПб.: Профессия, 2008. – 544 с., ил.
Русаков П.В. Производство полимеров: Учеб. Пособие для СПТУ. – М.: Высш. шк., 1988.-280с.:ил.
https://xumuk.ru/bse/1402.html
https://www.krugosvet.ru/enc/himiya/kremniyorganicheskie-polimery
http://viam-works.ru/ru/articles
|
|
|
Скачать 188.33 Kb.