Новые легкие, высокопрочные пластики для судостроения и беспилотной авиации

На нашем предприятии начато производство матов из волокон СВМПЭ (полиэтиленматы) и изделий из пластиков на их основе. Полиэтиленматы двух типов изготавливаются из высокопрочных волокон сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ).

Первый тип — однослойные полиэтиленматы, в которых волокна уложены в одном направлении и связаны поперечными ленточными прошивками в виде сетки. При изготовлении пластиков различного назначения слои таких матов укладываются в различных направлениях, чтобы обеспечить равнопрочность изделия во всех направлениях.

Второй тип матов — двухслойные, с ортогональной укладкой и прошивкой обоих слоев, что обеспечивает равнопрочность изделий в двух направлениях.

Прочность волокна в полиэтиленматах составляет от 2.0 до 2.5 ГПа. Относительное удлинение — до 6%. Ширина матов — до 1300–1500 мм, длина ограничена только величиной рулона. Толщина однослойного мата — 0,06 мм, двухслойного мата с ортогональным расположением волокон — 0,15 мм. Толщина многослойных матов не имеет ограничений.

Для усиления адгезии волокон к матрице маты подвергаются обработке коронным разрядом в воздухе. Наилучшая активация поверхности волокон СВМПЭ достигается при их использовании сразу после обработки. Активация снижается в течение месяца после проведения обработки.

Основное преимущество изделий из полиэтиленматов по сравнению с изделиями из традиционных волокон (стекловолокна, арамида и углеволокна) — это их легкость. По удельным параметрам жесткости, прочности и ударной вязкости они не имеют себе равных. По плотности пластики на основе волокон СВМПЭ легче на 25–30% пластиков на основе перечисленных выше волокон.

Можно изготовить прессованные изделия из матов СВМПЭ на основе полиэфирной и эпоксидной смолы с плотностью меньше единицы, которые плавают в воде. Это очень важно при применении их в судостроении и беспилотной авиации.

Кроме этого, полиэтиленматы применяют в качестве армирующего материала при изготовлении:

• А) Различных высокопрочных, высокомодульных листовых ламинированных материалов и высокопрочных конструкций сложной формы в строительстве.
• Б) При создании ударопрочных гибких материалов, где в качестве матрицы используются термопластичные эластомеры, полиуретаны, силиконы, резино-битумные смеси и др., обычно применяемые для футеровки поверхностей вибропоглощающими и шумопоглощающими мастиками.
• В) Эти материалы могут быть адаптированы для различных условий эксплуатации и для других отраслей. Например, можно использовать в производстве протезов и ортопедических изделий, где необходима комбинация легкости, прочности и гибкости для комфорта и функциональности.

ФОТО: Ортогональная структура двухслойных матов из высокопрочных волокон СВМПЭ 

ФОТО: Установка для получения матов из высокопрочных волокон СВМПЭ(слева)и многослойная пластина из матов СВМПЭ 

ФОТО: Установка для активации поверхности матов из волокон СВМПЭ разрядом.

Сравнение листовых композитов по абсолютным величинам армированных матами:

Относительное сравнение стоимости композитов на единицу веса