Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Современные функциональные синтетические волокнистые материалы. Монография
.pdf
71
а
б
Рис. 9.2. Внешний (а) и общий (б) вид ВЧЕ плазменной установки
«ВАТТ 4000 ПТ ПЛАЗМА» для модификации рулонных материалов:
1 – вакуумная камера с внутренней оснасткой; 2 – рамное основание;
3 – откатная дверь; 4 – устройство для перемотки тканей;
5 – откачная система; 6 – модифицируемый рулонный материал [453]
а
б
Рис. 9.3. Схема перематывающего устройства для ВЧЕ плазменной
установки «ВАТТ 4000 ПТ ПЛАЗМА»: а – вид сбоку; б – вид спереди;
1 – корпус; 2 – размоточная ось; 3 – намоточная ось;
4 – электропривод размоточной оси; 5 – электропривод намоточной
оси; 6 – конус; 7 – гайка; 8 – опора; 9 – прижимная планка; 10 – винт;
11 – ролик; 12 – натяжной ролик; 13 – датчик натяжного ролика;
14 – измерительный ролик; 15 – датчик длины материала;
16 – прижимной ролик [453]
Рис. 9.4. Мнемосхемы и системы охлаждения ВЧЕ плазменной
установки «ВАТТ 4000 ПТ ПЛАЗМА»
72
Таблица 9.1
Наименование параметра и единица измерения
Величина
Внутренний полезный объем, м3
6,5
Внутренние размеры камеры ШГВ, мм
22009003400
Ширина рулона материала, м, не более
1,5
Диапазон регулирования скорости подачи материала, м/мин
1–10
Максимальный диаметр рулона материала, мм
500
Максимальная масса рулона матераила, кг
250
Установленная мощность, кВт
80
Средняя потребляемая мощность, кВт
60
Габаритные размеры установки ШГВ, мм,
300045008500
Масса установки, кг, не более
5500
Технические характеристики ВЧЕ плазменной установки
«ВАТТ 4000 ПТ ПЛАЗМА» [453]
Для получения функциональных синтетических материалов перспективно применение методов металлизации, позволяющих получать материалы, обладающие стойкостью к УФ-излучению, термическим воздействиям, а также обладающих барьерными, антибактериальными, электроэкранирующими и другими свойствами. Применение методов магнетронного распыления позволяет получать металлические и металлсодержащие
покрытия равномерной толщины и высокой однородности. Для повышения адгезии металлических покрытий к полимерным подложкам актуально использование методов предварительной активации поверхности.
Применение ВЧ плазменной модификации в качестве предварительной
обработки перед нанесением покрытий приводит к очистке и активации
поверхности, а также может использоваться для регулирования микрорельефа, что приводит к улучшению адгезии полимерных материалов к металлическим и металлсодержащим покрытиям и уменьшению толщины
покрытий без снижения функциональных свойств.
Для ВЧ плазменной модификации и металлизации материалов методом магнетронного распыления могут применяться многофункциональные вакуумно-плазменные установки. Технические характеристики многофункциональной опытной модульной вакуумно-плазменной установки
PlasmaModular (ООО «ПИ ВИ ЭС», г. Казань), а также ее внешний и общий вид представлены в табл. 9.2 и на рис. 9.5 соответственно.
Для нанесения металлических покрытий методом магнетронного
распыления в промышленных условиях используются опытно-промышленные установки, позволяющие металлизировать рулонные материалы.
Опытно-промышленная плазменная установка магнетронного распыления «ВАТТ 4000-2М» (ООО «Ферри Ватт», г. Казань) состоит из
73
вакуумной камеры, магнетрона, насосов вакуумного бустерного и форва-
а
б
Наименование параметра и единица измерения
Значение
Вес, кг
100
Габариты ШГВ, мм
600600700
Потребляемая мощность, кВт
2,5
Предельное остаточное давление, Па
0,1
Рабочее давление, Па
1–100
Объем вакуумной камеры, дм3
40
Мощность ВЧ-генератора, Вт
600
Частота генерации плазмы, МГц
13,56
Расход плазмообразующего и технологического
газов по одному каналу, дм3/ч, не более
36/18
Количество каналов газоподачи, шт.
2
куумного, а также системы охлаждения (рис. 9.6, табл. 9.3). Для реализации обработки рулонных материалов плазменная установка оснащена перематывающим устройством. Для металлизации материала рулон закрепляется на осях перематывающего устройства, устанавливается скорость
перемотки, происходит перемотка материала с размоточной оси на намоточную с нанесением металлического покрытия.
Рис. 9.5. Внешний (а) и общий (б) вид многофункциональной опытной
модульной вакуумно-плазменной установки PlasmaModular:
1 – вакуумная камера с внутренней оснасткой; 2 – блок управления;
3 – ВЧ-генератор; 4 – вакуумный насос «Вакууммаш 2НВР-5ДМ»;
5 – управляющий компьютер [453]
Технические характеристики многофункциональной опытной
модульной вакуумно-плазменной установки PlasmaModular [453]
Таблица 9.2
74
Таблица 9.3
Наименование технической характеристики
Значение
Предельное остаточное давление, Па, не более
1×10-5
Рабочее давление, Па
0,1–50,0
Установленная мощность, кВт
70
Средняя потребляемая мощность, кВт
30
Диапазон регулирования скорости подачи
ткани, м/мин
25–250
Максимальный диаметр рулона материала, мм
250
Максимальная масса рулона материала, кг
150
Ширина рулона материала, мм, не более
1500
Габаритные размеры установки ШГВ, мм
190015003500
Масса установки, кг, не более
3200
а
б
Основные технические характеристики установки
«ВАТТ 4000-2М» [453]
Рис. 9.6. Общий вид установки «ВАТТ 4000-2М» для металлизации
рулонных материалов: а – камера в разрезе; б – открытая камера;
1 – вакуумная камера; 2 – крышка вакуумной камеры; 3 – магнетрон;
4 – насос вакуумный бустерный; 5 – насос форвакуумный;
6 – система охлаждения; 7 – модифицируемый материал [453]
ВЧ плазменная установка «ВАТТ 450-ВЧ» (ООО «Ферри Ватт»,
г. Казань) может быть использована для плазменной модификации дисперсных материалов в условиях промышленного производства
(табл. 9.4, рис. 9.7). Установка оснащена внутрикамерной оснасткой,
75
которая представляет собой перемешивающее устройство барабанного
Наименование технической характеристики
Значение
Предельное остаточное давление, Па, не более
1,3×10-4
Рабочее давление, Па
1,33×10ˉ2
Установленная мощность, кВт
60
Средняя потребляемая мощность, кВт
30
Дисперсность обрабатываемого материала, мкм
5–600
Объем загрузки, л, не более
3
Скорость вращения барабана, об/мин
8–20
Длительность цикла, ч, не более
3
Габаритные размеры установки ШГВ, мм
200020002800
Масса установки, кг, не более
2000
а
типа. Скорость вращения барабана от 8 до 20 об/мин позволяет равномерно обрабатывать материалы с дисперсностью от 6 до 500 мкм.
Таблица 9.4
Основные технические характеристики установки
«ВАТТ 450-ВЧ» [453]
Рис. 9.7. Общий вид плазменной установки «ВАТТ 450-ВЧ» для
модификации дисперсных материалов: а – вид спереди; б – вид сзади;
в – вид сбоку; 1 – вакуумная камера с внутрикамерной оснасткой;
2 – барабан; 3 – патрубок угловой; 4 – затвор; 5 – насос вакуумный
бустерный; 6 – насос формвакуумный; 7 – насос диффузионный [453]
(см. также с. 77)
76
б
в
Рис. 9.7. Окончание
Таким образом, на сегодняшний день для получения функциональных материалов существует необходимость внедрения на действующие производства инновационных технологий, позволяющих направленно регулировать свойства и модифицировать материалы для получения конкурентоспособной продукции высокого качества. Среди методов модификации синтетических полимерных материалов перспективно использование ресурсоэффективных и экологичных плазменных
технологий. Применение ВЧ плазменных методов позволяет направленно модифицировать полимерные материалы различного состава
и в сочетании с другими методами модификации получать материалы
сложной структуры с комплексом функциональных характеристик. Современный уровень развития ВЧ плазменного оборудования осуществляет модификацию как рулонных, так и дисперсных материалов,
а также осуществлять внедрение плазменных технологий в уже существующие технологические процессы без их значительной перестройки.
77
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Функциональные текстильные материалы на сегодняшний день
востребованы во многих областях техники и жизни человека. Современная мировая и отечественная текстильная промышленность преимущественно ориентирована на производство высокорентабельных
синтетических волокон, которые обладают обширной сырьевой базой,
низкой материалоемкостью и позволяют обеспечить выпуск текстильной продукции широкого ассортимента, что делает производство функциональных материалов на основе текстиля из синтетических волокон
наиболее актуальным направлением исследований и разработок.
Текстильные материалы с различными функциональными свойствами применяются для производства изделий специального назначения, одежды и предметов быта. Динамичным развитием характеризуются области разработки и производства функциональных текстильных материалов защитного назначения, таких как антибактериальные
трикотажные материалы для одежды и нетканые материалы медицинского назначения, сорбционно-фильтрующие защитные ткани, текстильные материалы, защищающие от электромагнитного излучения.
В связи с этим для современной текстильной промышленности
особый интерес представляет разработка и применение ресурсосберегающих технологий функционализации синтетических текстильных материалов, которые характеризуются экологичностью, могут
быть интегрированы в существующие производства и обладают потенциалом масштабирования. Технологии на основе применения
плазмы ВЧ-разряда пониженного давления отвечают ранее перечисленным требованиям, позволяют регулировать физические и физико-химические свойства текстильных материалов из синтетических волокон,
а также в совокупности с другими методами модификации применяются
для функционализации поверхности волокон и получения многофункциональных волокнистых материалов разнообразной структуры.
78
ЛИТЕРАТУРА
1. Такмакова, Е. В. Статистический анализ инновационного потенциала Российской Федерации / Е. В. Такмакова, В. Б. Кириллов //
Статистический анализ социально-экономического развития субъектов
Российской Федерации. – 2018. – С. 324–328.
2. Гришанова, И. А. Технический текстиль как перспективное
направление развития конкурентоспособной промышленности Татарстана / И. А. Гришанова, Л. Н. Абуталипова // Вестник технол. ун-та. –
2016. – Т. 19, № 17. – С. 84–87.
3. Ибрагимова, Н. У. Стратегический анализ текстильной и швей-
ной промышленности России и перспективы развития отрасли /
Н. У. Ибрагимова, Р. А. Нигматуллина, З. Р. Габитова // Экономика
и предпринимательство. – 2015. – № 11–1. – С. 388–395.
4. Перепелкин, К. Е. Химические волокна: развитие производства, методы получения, свойства, перспективы / К. Е. Перепелкин. –
Санкт-Петербург: РИО СПГУТД, 2008. – 315 с.
5. Перепелкин, К. Е. Современные химические волокна и перспективы их применения в текстильной промышленности / К. Е. Перепелкин // Российский химический журнал (Журнал Российского химического общества им. Д. И. Менделеева). – 2002. – Т. 47, № 1. – С. 31–48.
6. Гобашко, Е. А. Современное состояние и перспективные тенденции текстильной отрасли легкой промышленности России /
Е. А. Горбашко, С. А. Леонов, Е. Д. Малевская-Малевич // Технология
текстильной промышленности. – 2019. – № 1 (379). – С. 23–28.
7. Гришанова, И. А. Состояние мирового и отечественного рынков синтетических волокон, нитей, нетканых материалов и его перспективы / И. А. Гришанова, О. С. Мигачева // Вестник технол. ун-та. –
2015. – Т. 18, № 9. – С. 191–195.
8. Айзенштейн, Э. М. Мировой рынок химических волокон /
Э. М. Айзенштейн, Д. Н. Клепиков // Химические волокна. – 2018. –
№ 1. – С. 73–80.
9. Калинин, Е. Н. Научно-производственное партнерство: взаимодействие науки и текстильных предприятий и новые сферы применения технического текстиля / Е. Н. Калинин, А. А. Тувин. – Москва:
Изд-во «БОС», 2018. – 484 c.
10. Савинов, В. С. Наука – текстильному производству: новейшие отраслевые научные разработки в сфере технического текстиля
79
и практический опыт их применения / В. С. Савинов, А. Ю. Матрохин. – Москва: Изд-во «БОС», 2017. – 324 c.
11. Ларионова, А. А. Инвестиционная привлекательность предприятий по производству химических волокон и нитей в условиях импортозамещения / А. А. Ларионова // Первые косыгинские чтения
(МНТФ). – 2017. – С. 171–174.
12. Айзенштейн, Э. М. Отечественная промышленность химических волокон в 2017 году / Э. М. Айзенштейн // Композитный мир. –
2018. – № 3 (78). – С. 26–31.
13. Айзенштейн, Э. М. Химические волокна в 2017 году на миро-
вом рынке / Э. М. Айзенштейн // Композитный мир. – 2018. – № 3 (78). –
С. 34–42.
14. Трещалин, М. Ю. Преимущества производства технического
текстиля и нетканых материалов в России / М. Ю. Трещалин // Физика
волокнистых материалов: структура, свойства, наукоемкие технологии
и материалы (SMARTEX). – 2018. – № 1–1. – С. 281–289.
15. Гальбрайх, Л. С. Химические волокна / Л. С. Гальбрайх // Соровский образовательный журнал. – 1996. – № 3. – С. 18–21.
16. Аналитический портал химической промышленности. Мировые
производители ПЭФ нитей. – URL: http://newchemistry.ru/
letter.php?n_id=1510 (дата обращения: 17.09.2020).
17. Рейтинг производителей полиамида. – URL: https://poliamid.ru/
reyting-proizvoditeley-poliami.html (дата обращения: 17.09.2020).
18. Айзенштейн, Э. М. Химические волокна / Э. М. Айзенштейн // Деловой журнал Neftegaz.RU. – 2015. – № 10. – С. 30–37.
19. Лавреньева, Е. П. Оценка потребности химических волокон
и нитей для текстильной промышленности России / Е. П. Лавреньева //
Физика волокнистых материалов: структура, свойства, наукоемкие технологии и материалы. – 2017. – № 1. – С. 4–10.
20. Современные технологии производства нетканых материалов / И. Ш. Абдуллин, Р. Г. Ибрагимов, Г. Ш. Музафарова, Э. М. Саматова // Вестник Казан. технол. ун-та. – 2014. – Т. 17, № 19. – С. 114–119.
21. Айзенштейн, Э. М. Российская промышленность химических
волокон в 2015 г. / Э. М. Айзенштейн, Д. Н. Клепиков // Вестник химической промышленности. – № 4 (91). – 2016. – С. 6–9.
22. Айзенштейн, Э. М. Полиэфирные волокна: сегодня и завтра /
Э. М. Айзенштейн // Деловой журнал Neftegaz.RU. – 2017. – № 4. –
С. 49–55.
80
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]