Transcript Физико-химическая модификация композитов углеродными

Пономарев А.Н.
ЗАО «НТЦ ПН»
г. Санкт-Петербург
2013 г.
О кластерной природе
нанокомпозитов
 Нанокомпозит – это сборка ансамблей
(кластеров) молекул матрицы и наполнителя,
взаимодействие межу которыми носит силовой
характер, обусловленный, преимущественно,
Ван-дер-Ваальсовскими взаимодействиями.
 Неметаллические наночастицы могут
играть в этих взаимодействиях заметную
роль, если они способны влиять на значения
величины этих сил
Рассеяние плоской электромагнитной
волны на наночастицах различной формы
«Привязка» координатной сетки выполнена к
топологиям сферы, цилиндра и тора.
Расчет рассеяния проводился в рамках
Релеевского приближения (d<<λ/2 ‫ח‬Υ)
Значение КУП для тороидальных
наночастиц
Угловые зависимости КУП
Резонансы
КУП в зависимости параметров тора

Оптимальные параметры тора,
обеспечивающие максимальные
значения КУП
 Соотношение максимального размера тора и диаметра
его многослойной части
0т 10:1 до 3:1
Диапазон значений действительной части
диэлектрической проницаемости
От 1, 7 до 2,5
Патент РФ №2397950 и заявка PCT/RU2009/000364 (ЗАО «НТЦ
Прикладных Нанотехнологий»)
Пространственное
распределение КУП
Модификация межфазных
границ в углепластиках
Немодифицированный наполнитель
Наполнитель,
без прессования
модифицированный
наноторами без прессования
Молниезащитные углепластики,
модифицированные наноторами
Выдерживают воздействие электрического разряда
200КА, 20 Кулон
(Разработка ВИАМ)
Схема «старения» материалов матриц
композиционных материалов
Переход
молекул в
возбужден
ное
состояние
ДИССОЦИАЦИЯ
Передача
энергии
возбуждения
молекулам
окружающей
среды
Люминесценция
Методы повышения ресурса матриц
композиционных материалов - введение
стабилизаторов
Для тороидальных частиц удельная поверхность пропорциональна 10/R , для сферических – 3/R
40%
35%
30%
ЭДП
25%
20%
ЭДП+Ирганокс 1
кГ/т
15%
ЭДП+ Астралены
10 г/т
10%
5%
0%
50000
Грей
300000 1000000 5000000
Грей
Грей
Грей
Эффект снижения теплового эффекта в
полимерной фибре от введения
Углеренов С – наноразмерных пековых
сульфоаддуктов
Структурирование цементного камня,
инициированное наноторами
(Нанобетон)
Фибриллярная структура цементного камня
Охранная грамота
Легкий композитный нанобетон
в транспортном строительстве
Производство сухих смесей готовых добавок для получения
высококачественных легких композитных бетонов
Смесительный комплекс мощностью 350 т/месяц
Технология самоуплотняющихся
модифицированных композитных
покрытий «ЭпоксиПАН»
Основные параметры покрытий ЭпоксиПАН:
Прочность на сжатие, МПа, не менее………75
Адгезия к бетону, Мпа, не менее……………….3,5
рН среды при длительной эксплуатации….1,5-3,5
Водонепроницаемость, не менее,W…………..18
Коррозионная стойкость при непрерывной
конденсации влаги в среде С5-М (очень высокая
морская), не менее, лет………………………………15
Срок эксплуатации, лет, не менее……………..30
Объекты с покрытием ЭпоксиПАН
Тоннель канализационного коллектора
Объекты с покрытием ЭпоксиПАН
Шламоуловители ЛО Южной ГРЭС
Объекты с покрытием ЭпоксиПАН
Противоледовая защита Белоречинской ГЭС
Производство материала «ЭпоксиПАН»
Технологическая линия мощностью до 30 т/месяц
Новые направления
терагерцовой радиоэлектроники
Спектры поглощение наноторов и
пакетных углеродных микротрубок
Выводы и заключения
1. Введение Астраленов (А ,В) и Углеренов (С) в композиционные
материалы позволяет направленно изменять свойства этих материалов,
уплотняя межфазные границы, повышая плотность и улучшая их физикомеханические и электрофизические свойства.
2. Введение Углеренов С в полимерные волокна позволяет резко снизить
тепловой эффект при нагреве этих материалов выше температуры
воспламенения и ингибировать, тем самым, распространение горения.
3. Модификация полимерных материалов Углеренами С открывает
перспективы повышения многих служебных, в том числе пожарнотехнических характеристик композитов, применяемых в области защиты
личного состава МЧС в чрезвычайных ситуациях.
4. Применение новых технологий модификации привело к созданию и
развитию промышленного производства семейства высококачественных
легких композиционных бетонов, самоуплотняющихся композиционных
покрытий и открывает перспективы разработки совершенно новых
технических средств в различных областях техники.
5. Все описанные материалы имеют отечественные и международные
приоритеты и направлены уже не на разовый трансфер технологий, а на
экспорт высокотехнологичской продукции.