Применение твердофазных технологий и методов интенсивной пластической деформации для получения самоупрочняющихся композитов на основе термопластов.

В последнее время значительно возрос интерес к получению самоупрочняющихся полимерных композитных материалов. Это связано с целым рядом проблем при получении традиционных полимерных композитных материалов :

1. Термопласты армированные высокопрочными волокнами (стекловолокном, углеродными и натуральными волокнами )не отвечают экологическим требованиям в части последующей переработке и утилизации.
2. Полимерные композиции на основе смешения полимеров обладают низкими механическими свойствами
3. Нанокомпозиты, на которые возлагали большие надежды, не оправдали ожидания из-за проблем с диспергированием и плохой передачей нагрузки интерфазой в нанокомпозитах.
4. Самоармированные композиты из полимер-полимерных композиций , где и матрица и волокно один и тот же полимер или химически близки имеют очень узкий температурный диапазон их формования , что трудно воспроизвести на практике.

Термин самоупрочняющие термопластичные полимеры больше всего подходит к материалам подвергшимся большим пластическим деформациям в твердофазном состоянии и перестройкой исходной структуры в фиблиллярную. В таких материалах роль упрочняющих волокон играют фибриллы , а матрица-представляет собой сетку межфибриллярных молекулярных зацеплений. Результирующий вектор деформации в объеме материала и указывает на основное направление армирования и упрочнения. Современные способы переработки термопластов в твердофазном состоянии с использованием методов интенсивной пластической деформации в значительной степени позволяют кардинально менять структуру полимера и получать высокопрочные, высокомодульные анизотропные объемные изделия фактически создавая разнообразные конструкции внутри материала. Более того в подавляющем большинстве случаев при больших пластических деформациях размер основных структурных единиц -фибрилл в поперечном направлении меньше 100 нм, что позволяет говорить о структурной модификации полимеров как нанотехнологию по принципу “сверху вниз”.

Наше предприятие располагает такими технологиями интенсивной пластической деформации как твердофазная плунжерная и гидростатическая экструзия, экструзия с уширением, объемная штамповка в режиме ползучести. осадка с гидроподпором, равноканальное многоугловое прессование, внедряется винтовая твердофазная экструзия полимеров. Располагая данными методами мы получаем высокопрочные и высокомодульные разнообразные анизотропные изделия из таких полимеров как ПЭНД, СВМПЭ, ПП , ПОМ, ПЭТ, Ф-2М и Ф-40 . Получен не хладотекучий фторопласт-4. . Такие хрупкие при обычных условиях полимеры как ПА-6, ПС, оргстекло после пластической деформации под давлением значительно увеличивают ударную вязкость. Управляя вектором пластической деформации фибриллярной структуры можно добиться построения разнообразных конструкций внутри объема материала. Так нам удалось создать слоистую структуру в СВМПЭ напоминающую паутину, где радиусами являются фибриллы связанные в тангенциальном направлении проходными молекулами. Такая структура великолепно справляется с ударными и сжимающимися нагрузками в направлении перпендикулярном плоскости паутины. Перспективным способом получения разнообразных изделий с необычными свойствами является твердофазная соэкструзия смесей различных полимеров и полимер-полимерных композиций пластичных и хрупких полимеров. 

Мы открыты для сотрудничества в этой области.

ФОТО тонкого слеза (торцовка) с диска СВМПЭ, подвергнутого ИПД

ФОТО паутиных конструкций схожих с модифицированной структурой