ВОЛОКНА ИЗ СВМПЭ И ИЗДЕЛИЯ ИЗ НИХ

Волокно из сверхвысокомолекулярного  полиэтилена (СВМПЭ) относится наряду с углеродом и арамидом  к группе так называемых “суперволокон”. Высокая прочность и очень высокая износостойкость при сравнительно низкой плотности (0.96-0.97) г/см3 делает нить СВМПЭ одним из самых перспективных волоконных материалов в различных отраслях техники. К сожалению, отсутствие отечественного производства сырья очень сильно сдерживает производство этих очень важных волокон. Дело в том, что самые перспективные марки сырья, которые используются для получения сверхпрочных волокон не продают российскому производителю. А покупать по очень высокой цене сами волокна и изделия из них накладно для нашей промышленности.  Волокна из СВМПЭ получают двумя путями- методом гель формования и в твердой фазе. Твердофазное формование наиболее перспективный метод, но здесь требуется особые свойства сырьевых материалов.   А  марки порошка  СВМПЭ , которые можно купить,  перерабатываются в волокно только  методом гель-формования, которое , однако, до сих пор не освоено нашей промышленностью.

На нашем предприятии разработана твердофазная принципиально новая   технология получения волокон из СВМПЭ , которая в отличии от очень дорого и химически и экологически “грязного” производства  гель-формования СВМПЭ позволяет во первых получать волокна из любых, представленных на рынке в России сырьевых  материалов, а во вторых позволяет получать супертонкие волокна в отличии разработанного за рубежом метода твердофазной прокатки порошка в закрытых калибрах., который позволяет получать только пленочные нити шириной 6-10 мм и толщиной 40-60 мкм.  К сожалению, из-за санкций , в России не представлены сырьевые материалы для получения суперпрочных волокон. Поэтому максимальная прочность волокон, которую можно достичь из доступного сырья, не выше 0.6 Гпа. В основе этого метода лежит эффект сверхпластичности полимеров , обнаруженный в исследованиях ориентационного деформирования  полимеров под гидростатическим давлением  в наших научных лабораториях. Получение высококачественных ультратонких дешевых волокон из  любых марок СВМПЭ  открывает возможности разработки новейших технологий получения разнообразных изделий и материалов из этого ценнейшего полимера.  

Волокна из СВМПЭ, полученные по новой твердофазной технологии.    

Фибра из СВМПЭ, полученная по новой твердофазной технологии

Фибра вблизи из СВМПЭ, полученная по новой твердофазной технологии

Супертонкие волокна из СВМПЭ, полученные по новой твердофазной технологии.

Мононити из СВМПЭ

Мы получаем мононити из СВМПЭ практически любых диаметров  (от 10 мкм до 3 мм)  и длин ( до 10 км ) с различной прочностью (от полностью не ориентированных волокон с малой прочностью  до  волокон с предельной степенью ориентации и прочности  в зависимости от применяемого порошка). К сожалению, из доступных на рынке России сырьевых материалов можно получать волокна не прочнее 0.6 Гпа . Производительность нашей установки по моноволокну около 20 кг за смену, но ее можно быстро увеличить в зависимости от величины заказа на моноволокно. Моноволокна применяются для получения разнообразных тканых изделий с различной формой плетения для защиты от кислот и щелочей.  ТУ на данный тип волокон в стадии оформления.

Комплексная нить

Комплексная нить производится с заранее заданным числом нити от 10 и до 1000 шт в пучке ( можно больше)  и  единой  длиной от 1м до 4 км. Величину диаметра нити можно задавать от 10 мкм до 500 мкм по требованию Заказчика. Прочностные характеристики комплексной нити задаются в зависимости от степени вытяжки, применяемой марки материала и диаметра нитей.  Волокна  из СВМПЭ  можно производить  и  в комбинации с другими полимерами  с идеальным распределением нитей. Можно изготовить, например, комплексную нить из волокон различных марок СВМПЭ и различных полимеров и их композитов. Можно производить  комплексную  нить с активированной поверхностью волокон для  создания композитов с матрицами из  эпоксидной , полиэфирной или другой смолы. Широта применения комплексных и комбинированных нитей на основе СВМПЭ  огромна.  Это и разнообразные тканые и нетканые материалы для улавливания воды и других жидкостей при добыче нефти и газа, и фильтры для фильтрации агрессивных жидкостей и газов, а в  случае с активированными волокнами СВМПЭ или в комбинации с адсорбционно - активными другими волокнами это и адсорбционные мембраны. Это и легкие бронезащитные материалы с высокой ударной стойкостью, корпуса летательных аппаратов и элементы катеров и яхт, канаты, парашютное оснащение, орудия промрыболовства и др. Нити на основе СВМПЭ используются также для производства охотничьей и рыболовецкой одежды. Такая одежда характеризуется большой износостойкостью , долговечностью, небольшим весом. Кроме этого,  применение одежды из СВМПЭ волокон актуально и в спортивных целях. Изготовленные из СВМПЭ наколенники, налокотники прочны и износоустойчивы.

Листовые многослойные  материалы из волокон и высокоориентированных пленок СВМПЭ  

В лабораториях нашего предприятия создана и внедрена  новая технология получения листовых изделий из СВПМЭ.  В первом случае листы прессуются из ориентированных  волокон  под углом слоев друг к другу. Во втором случае прессуются высокоориентированные тончайшие пленки из СВМПЭ , причем слои выкладываются под различными углами по отношению к направлению ориентации. Такие пленки впервые получены по оригинальной технологии ориентации под давлением , разработанной на нашем предприятии , что позволяет осуществлять глубокую вытяжку пленок без разрушения. Отличительной особенностью таких листовых материалов является огромная удельная ударная вязкость образцов с надрезом.  В перспективе, при синтезе нужных отечественных марок СВМПЭ, такие листовые материалы могут быть применены для баллистической защиты, для создания супер  легких и прочных материалов для радиоуправляемой авиатехники и морских маломерных судов. Изменяя параметры прессования можно получать многослойные листовые материалы с различной плотностью. Эти материалы являются уникальными уплотнителями для работы практически в любых средах в широком диапазоне температур. Используются и при изготовления прокладок  для уплотнений любых , даже поврежденных поверхностей фланцевых соединений в нефтяной, газовой, химической, пищевой и фармацевтической промышленности.

Сальниковые набивки из волокон СВМПЭ

Из рубленого волокна  СВМПЭ  нами освоено производство практически любых лент, любых профилей прямоугольного, круглого  и квадратного сечения с различной плотностью. Материал обладает отличными уплотнительными свойствами, отсутствием хладотекучести  при сжатии, что гарантирует долгосрочную  и надежную работу в качестве сальниковых набивок.  Варьирование плотности материала позволяет подобрать его для уплотнений различных давлений. Гибкие, мягкие,  износоустойчивые  сальниковые набивки  из СВМПЭ  характеризуются высокой степенью сжатия, они принимают форму уплотняемой поверхности и с успехом могут применяться, что особенно важно, в подвижных уплотняемых соединениях. Возможна, также, и пропитка набивки различными связующими и различными добавками для улучшения эксплуатационных свойств. Это позволило значительно удешевить производство и получать сальниковые набивки для различных условий работы с непревзойденной износостойкостью в широком диапазоне температур и давлений и без ограничений по размерам и форме. По желанию Заказчика набивки производятся и в виде колец практически любых заданных размеров. Рекомендуемые условия использования этих набивок – от статических до уплотнения вращающихся валов , подвижных  штоков ,  в поршнях и др. соединениях в различных отраслях промышленности от машиностроения до пищевой и фармацевтической промышленности,  где требуется безупречная чистота , химическая стойкость и устойчивость против коррозии.

Нетканые материалы на основе волокон СВМПЭ

В настоящее время нетканые материалы из СВМПЭ не  выпускаются нашей промышленностью. Причина - отсутствие на рынке дешевых волокон из этого материала.  С разработкой новой технологии получения волокон СВМПЭ эта проблема решена. Более того, применение  технологии термосварки волокон, для получения нетканых материалов  без привлечения текстильных технологий,  значительно удешевляет продукцию.  Важнейшее применение нетканых материалов из СВМПЭ – мобильные дороги. Мобильные дороги- исскуственные дорожные покрытия для обеспечения идеальных условий для проезда техники по сложным, труднопроходимым участкам местности. За счет повышенной прочности и износостойкости они могут укладываться в строительных зонах, на болотистых участках, для любой техники, поскольку могут выдерживать нагрузку свыше 80 т. Еще одно из главных преимуществ мобильных дорог их незначительный вес. Они без труда могут сворачиваться и быстро перевозиться на другие участки. Отличают их и высокая плавучесть, отсутствие водопоглощения, стойкость к температурным перепадам, модульность, благодаря которой можно сооружать дороги различной конфигурации. Применяют их также для создания газонов с длительным сроком эксплуатации.. Технические условия на различные варианты производства нетканых материалов на основе Ф-4 разрабатываются. Возможна разработка ТУ на конкретное применение нетканых материалов в особых условиях эксплуатации под Заказчика.

Изделия из СВМПЭ для фильтрации жидкостей и газов

В машиностроении, авиационной, горнодобывающей, химической ,нефтегазовой , пищевой промышленности есть много производств где требуется отделить твердые включения от высокоагрессивных  жидкостей и газов. Для данных целей применяются специальные фильтры , и материалы позволяющие очистить сырье от посторонних включений. Одним из востребованных материалов для этого является сверхвысокомолекулярный полиэтилен с учетом высокой стойкости в жестких условиях среды эксплуатации. Использование волокна в данных целях оправдано тем, что оно отличается повышенной химической инертностью, почти равной фторопласту, стойкости к коррозии, истиранию. Супертонкое волокно СМВПЭ позволяет создавать фильтры с ультрафильтрацией с размерами пор 5 мкм и меньше. Они применяются для фильтрации агрессивных жидкостей и газов – всевозможных лаков, бензина, ацетона, различных смол , кислот и щелочей, а также могут применяться и для фильтрации воды  и различных пищевых жидкостей. Отличают эти фильтры от других - способность к регенерации. Отсутствие тупиковых пор в материале исключает возможность размножения бактерий , грибков.  Для макрофильтрации в лаборатории нашего предприятия разработан фильтрпатрон, у которого и фильтрующий элемент и корпус изготовлен из СВМПЭ для не разборной регенерации элемента.  Для работы в качестве предфильтра используется фильтрующий элемент изготавливаемый  методом непрерывной пористой  полосы из  тонкого измельченного волокна, который наматывается на ось фильтра. Производительность таких фильтрпатронов значительно выше чем изготовленных из  порошка СВМПЭ. Для более тонкой фильтрации используются фильтрэлементы состоящие из намотки  комплексных нитей из волокон СВМПЭ. Варьируя  диаметром волокон можно  получать пористость в пределах 80-85 % и размер пор от 5 мкм до 500 мкм. 

На нашем предприятии впервые как у нас так и за рубежом  разработана и внедрена технология получения высокопрочных и высокомодульных изделий профильного типа и изделий сложной формы  из СВМПЭ. 

Объемные  сверхпрочные  изделия из ВМПЭ полученные по новой технологии.

Фибра из высокоориентированных волокон СВМПЭ

Высокопрочные, высокоориентированные волокна из СВМПЭ, полученные по новой технологии

видеообзор