Исследование получения предокисленного полиакрилонитрильного волокна и отработка режимов его предокисления

Д.М. Башайкина, студент 5 курса

Руководители: к.т.н., доц. Н.И. Свердлова; аспирант Д.А. Житенева

ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна»

Основным сырьем для получения высокопрочных и высокомодульных углеродных волокон являются сополимеры на основе полиакрилонитрила (ПАН). Важный и необходимый этап производства углеродных волокон из ПАН-прекурсора – это термостабилизация. Изучение процесса термостабилизации полиакрилонитрила актуально, так как определение оптимальных параметров этого процесса, а также использования новых технологий обработки, приводит к значительному повышению физико-механических свойств углеродных материалов, снижению их дефектности, уменьшению длительности стадий, а, следовательно, снижению энергозатрат при увеличении выхода углеродного остатка на всех высокотемпературных стадиях обработки.

Целью данной исследовательской работы являлось изучение и получение термостабилизованного полиакрилонитрильного волокна. В работе использовалось ПАН волокно производства ООО «СНВ». В работе для проведения процесса использовалась экспериментальная печь. Для определения полноты прохождения процесса использовались экспресс методы: проба на горение и экстракция в аппарате Сокслета.

Для получения термостабилизованного ПАН-волокна были исследованы температурно-временные зависимости. Было выдвинуто предположение, что сокращение времени термообработки при температурах 200 и 300 °С позволяет сократить релаксационные процессы в структуре волокна и дает возможность получать прекурсор с повышенными прочностными характеристиками. Для нахождения оптимального температурно-временного режима процесса термостабилизации провели серию экспериментов: 1) начальная температура предокисления 200 °С – 10 минут, 250 °С – 10 минут, 300 °С – 30 минут, общее время 50 минут; 2) 200 °С - 15 минут, 250 °С – 15 минут, 300 °С – 30 минут, общее время - 60 минут. Процесс предокисления в 1 и 2 серии экспериментов прошел полностью, было получено волокно, которое не горит, массовый остаток после экстракции до 99 % (при нагрузке 500 г). Поэтому, судя по этим экспериментам, был выявлен оптимальный температурно-временной режим ступенчатой термообработки: 200 °С в течении 10 минут, 250 °С – 10 минут, 300 °С – 30 минут. Поскольку этот режим является наименее длительным, но при этом остается таким же эффективным.

Разработка составов и исследование свойств композиционных материалов на основе полиэтилена

П.А. Бредихин, магистрант 1 курса

Руководитель: к.т.н., доц. Ю.А. Кадыкова

Энгельсский технологический институт (филиал) ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.»

E-mail: kadykova06@yandex.ru

На ЗАО «Тролза» выпускается различная номенклатура изделий для троллейбуса из полимерных материалов, в том числе из полиэтилена (ПЭ). На предприятии при выпуске 350 троллейбусов в год образуется более 5 т отходов различных полимерных материалов, из них около 2,5 т вывозятся на свалку.

Таким образом, представлялось перспективным провести наполнение ПЭ отходами производства для повышения свойств и снижения стоимости готового изделия. В качестве наполнителей были выбраны отходы фенопласта (ФП), стеклопластика (СП) и базальтовой ваты (БВ).

Исследование отходов СП, ФП и БВ методом оптической микроскопии показало, что исследуемые наполнители имеют разную форму частиц со значительным разбросом частиц по размерам. Для ФП и СП характерна некоторая агломерация частиц. Измельченная базальтовая вата имеет толщину частиц 1 - 3 мкм и длину 8 - 200 мкм, причем частицы преимущественно игольчатой формы.

Для выбора составов композиции изучали изгибающее напряжение разработанных ПКМ и определили оптимальное количество наполнителей для ПЭ: 50 масс.ч. ФП, 5 масс.ч. СП и 40 масс.ч. базальтовой ваты.

Физико-механические свойства разработанных ПКМ свидетельствуют, что более высокие значения деформационно-прочностных свойств наблюдаются при введении в ПЭ фенопласта и базальтовой ваты, причем это характерно как для первичного, так и вторичного ПЭ.