КАФЕДРА ХИМИИ И ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ ПЛАСТМАСС и ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИТОВ (ХТПП и ПК)

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ТОНКИХ ХИМИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ
имени М.В. ЛОМОНОСОВА
КАФЕДРА
ХИМИИ И ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ ПЛАСТМАСС
и ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИТОВ
(ХТПП и ПК)
ФАКУЛЬТЕТ ФИЗИКИ, ХИМИИ И ТЕХНОЛОГИИ
ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛИМЕРОВ
КАФЕДРА
ХИМИИ И ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ ПЛАСТМАСС
и ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИТОВ
(ХТПП и ПК)
Подготовка специалистов на кафедре ХТПП и ПК
Кафедра ХТПП и ПК - первая в СССР выпустила в 1960 г специалистов по
переработке пластмасс
начала в 1996 году подготовку специалистов по двухуровневой системе:
1-й уровень - бакалавр;
2-й уровень – магистр и инженер
Первый выпуск бакалавров состоялся в 1996 году, а магистров в 1998 году.
С 1998 года выпускники кафедры получают
два диплома о высшем образовании –
диплом бакалавра и диплом магистра или инженера
Кафедра ХТПП и ПК за 50 лет подготовила 2970 специалистов:
инженеров (с 1961 г. по 2011 г.) – 2450
магистров (с 1998 г. по 2011 г.) – 165
бакалавров (с 1994 г. по 2011 г.) – 355
Научная работа на кафедре ХТПП и ПК
Фундаментальные и прикладные работы в области полимерного
материаловедения и технологии переработки полимерных материалов
Структурообразование в гетерогенных гетерофазных системах в
технологии получения и переработки полимерных материалов и
ПКМ
д.т.н, профессор И.Д. Симонов –Емельянов
д.х.н., профессор В.Н. Кулезнев
д.т.н., профессор И.Д. Симонов –Емельянов
д.х.н.., профессор В.Н. Кулезнев
Новейшие технологии переработки полимерных материалов
в изделия с комплексом уникальных свойств
д.х.н.., профессор Л.Б. Кандырин
д.т.н., профессор А.В. Марков
к.т.н., доцент П.В. Суриков
к.т.н., доцент О.Б. Ушакова
Современные теплостойкие полимерные связующие
для армированных пластиков специального назначения
д.т.н., профессор И.Д. Симонов –Емельянов
д.х.н.., профессор Л.Б. Кандырин
Полимерные технологии получения углеродных и керамических
материалов (карбиды) для работы в экстремальных условиях
д.т.н., профессор И.Д. Симонов –Емельянов
к.т.н., с.н.с. Н.Л. Шембель
д.т.н., профессор И.Д. Симонов –Емельянов
д.т.н., профессор С.В. Власов
Электроформование полимерных нановолокон и
нетканых материалов из растворов
д.х.н. Ю.Н. Филатов
к.т.н., доцент А.А. Ольхов
Фундаментальные научные основы полимерного материаловедения
и технологий переработки кафедры ХТПП и ПК
Структурообразование в дисперсно-наполненных
полимерных композиционных материалах (ДНПКМ)
Основные (d,КЕ,Sуд,ρист,ρнас,ρкаж,φm) и обобщенные (Θ,В,М,аср) параметры структуры, деление
ДНПКМ на низконаполненные (НН), средненаполненные (СН), высоконаполненные (ВН),
сверхвысоконаполненные (СВН)
Расчет составов ДНПКМ с требуемыми технологическими и эксплуатационными свойствами
Обобщенные параметры структуры ДНПКМ:
ПВХ + Мел марки М 90Т (1,5 мкм) при φm=0,36 (по кривой уплотнения)
Группа
ДНПКМ
НН
СН
ВН
СВН
Параметр θ
Методы переработки ПКМ
θ ≥ 0,74
Заливка, литье без
давления, экструзия,
пневмовакуумформавание,
колондрование,
вальцевание, намазка
0,74>θ>0,25
Экструзия, литье под
давлением, колондрование,
вальцевание, прессование,
штранг-прессование
0,25 > θ > 0
Прессование, штрангпрессование,
виброформование,
спекание, контактное
формование
θ = 0;
φн > φm
Прессование,
виброформование,
пофазное формование,
спекание
Разработанные технологии кафедры ХТПП и ПК
• Высокоскоростные экструзионные процессы получения сайдинга
из жестких ПВХ композиций для строительства (более 45 м/мин)
•Высокоскоростная экструзия фторопласта Ф-4МБ для супертонкой
изоляции проводов, кабелей и получения субмикропроводов
•Полимерная технология получения высокопористых особо чистых
(99,5 %) карбидов тугоплавких металлов (ZrC, HfC, TaC, NbC)
•Литьевое прессование порошкообразного янтаря и получение
ювелирных изделий
•Литье под давлением и литьевые композиции на основе
эпоксидных олигомеров (ЭО) для электронных схем
Облицовочные строительные материалы
типа сайдинг и фасадная панель
Постановление Правительства РФ 218 от 9 апреля 2010 г. «О мерах государственной
поддержки развития кооперации российских высших учебных заведений и организаций,
реализующих комплексные проекты по созданию высокотехнологичного производства»
Разработаны методология и принципы конструирования составов
ДНПКМ с требуемым комплексом технологических и
эксплуатационных свойств, экструзионной головки и выбора
экструзионного оборудования, расчета оптимальных технологических
параметров высокоскоростной экструзии
Созданы термоустойчивые жесткие ПВХ композции с наноразмерными
наполнителями, новыми термостабилизаторами и высокоскоростные
экструзионные процессы получения сайдинга со скоростью не менее 45 м/мин,
что увеличило производительность в 1,5 -2 раза
Литьевое прессование порошкообразного янтаря и
получение ювелирных изделий
Традиционная
технология прессования
Прессование
заготовок
Обрезка облоя
70
%
10
%
О
о
т
х
о
д
о
в
Распиловка
Т
Мехобработка
Х
Сверление
О
Отрезка
Д
Шлифовка
О
Полировка
(8 операций)
В
Новая
технология
Литьевое
прессование
Обрезка
литника и
полировка
(2 операции)
Ресурсосберегающее,
экологичное, высокоэффективное
производство изделий из янтаря
Реологические исследования полимерных
материалов и реокинетика олигомеров
• Влияние молекулярных характеристик олигомеров и
полимеров на реологические свойства и реокинетику;
•Влияние природы, содержания, размеров, состояния
поверхности дисперсной фазы на реологические свойства;
• Количественное
описание
процесса
эффективности
смазок
и
добавок
термодинамической совместимостью;
скольжения,
с
разной
•Механизмы течения полимеров и ДНПКМ;
•Растяжение расплавов и продольная вязкость полимеров.
Влияние молекулярных характеристик эпоксидных олигомеров и
их смесей на реологические свойства и реокинетику
120
70
722
100
η, Па*с
η, Па*с
50
632
80
Цифры у
кривых –
значения ММ
532
60
0,52
60
476
434
364
40
0,62
0,72 0,8
0,85
Цифры у
кривых –
содержание
ассоциатов
0,92
40
0,99
30
346
20
20
10
0
0
0
50
100
150
время, мин
200
250
0
50
100
150
250
200
2
2
150
1- время начала гелеобразования (tнг)
1
150
100
2- время гелеобразования (tг )
50
0
300
время, мин
время, мин
250
250
200
100
200
время, мин
1
50
0
400
500
600
ММср
700
800
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
содержание ассоциатов, об.д.
Ук-конечная усадка
Ук-конечная усадка
1 - Унг ; 2 - Уг
1 - Унг ; 2 - Уг
0,6
0,7
Разработаны составы связующих на основе ЭО с регулируемыми молекулярными
характеристиками и гетерогенностью и технологии получения радиопрозрачных стеклопластиков
и изделий со специальными свойствами для оборонной промышленности
Кафедрой ХТПП и ПК
МИТХТ им. М. В. Ломоносова
и ОАО «НПО Стеклопластик»
в 2008 году была организована совместная лаборатория
«Армированные пластики»
Разработаны радиопрозрачные стеклопластики и
RTM технология изделий со специальными свойствами
Армированные ПКМ
(АрПКМ)
Армирующие наполнители: волокна,
ткани, маты, войлоки, бумаги, холсты,
ленты, пленки, фольги, сетки, каркасы
Современные термостойкие связующие на
основе олигомеров:
- эпоксидных;
-кремнийорганических;
- полиимидных;
- смесей олигомеров и полимеров
Радиопрозрачные обтекатели из армированных ПКМ
на основе ЭО
Радиопрозрачный обтекатель на
боевом вертолете Ми-28Н «Ночной
охотник»
Радиопрозрачное
изделие
комплексе «Хризантема»
на
Изделия из армированного ПКМ
на основе ЭО
Крышка высоковакуумного объекта специального
назначения из армированного ПКМ на основе ЭО
Изделия полученные методом намотки из
армированных ПКМ на основе новых
эпоксидных связующих
Корпус ракеты
из армированных ПКМ на основе ЭО
Мобильный ракетный комплекс «Тополь»
Технология получения полимерных нановолокон методом
электроформования из растворов
Паутина – тонкое от 2 до 30 мкм волокно из природного полимера -хитина.
Паук – первый технолог и технологическая установка для производства
природного полимерного волокна из раствора.
Технологическая установка ЭФВ - процесса
получения полимерных волокон
Стадии процесса:
1. Подготовка полимерного раствора;
2. Формирование капли из раствора полимера;
3. Формирование и реология первичной
стационарной струи из раствора
полимера;
4. Формирование полимерного волокна:
- деформирование полимерного раствора;
- молекулярные характеристики полимеров;
- высокоэластичность, ориентация и
_релаксация полимеров в растворе;
- силоскоростные параметры процесса
_деформирования растворов полимеров;
- устойчивость струи из раствора полимера
- диффузия и испарение растворителя;
- получение полимерного волокна;
- дрейф полимерного волокна в
электростатическом поле.
5. Формирование на подложке нетканого
волокнистого полимерного материала.
Основные требования к характеристикам
полимерных растворов
1. Молекулярная полимера масса более Мкр;
2. Концентрация полимера в растворе не менее Скр;
3. Динамическая вязкость от 0,05 до 1 Па*с;
4. Параметр взаимодействия полимера и растворителя c<0,5
5. Удельная объемная электропроводность от 10-6 до 10-2 (Ом*м)-1;
6. Диэлектрическая проницаемость от 5 до 80;
7. Температура кипения растворителя от 50 до 120 оС.
Устойчивый и неустойчивый процесс формования волокна из
растворов полимеров
dв = 100 -2500 нм
dк = 200 – 3000 нм
Формирование волокна
Перестройка структуры, испарение растворителя и получение
полимерного нановолокна
Структура волокнистого нетканного материала из полимерных
волокон
Промышленные ЭФВ - установки для получения
нетканных волокнистых материалов
Установка ленточного типа
Установка барабанного типа
Полимеры и олигомеры для
производства нановолокон и нетканных
материалов
Природные
полимеры
Термостойкие
Хитозан, целлюлооза,
Альбумин
Полигиброксибутират
Олигомеры
Синтетические
полимеры
полимеры
ПММА, ПХВ,
ПС, ПВБ,
ПЭО, ПУ
ПК, ПВП, СК
и т.д.
Полисульфон,
Полидифенил
енфталид
Смеси полимеров
ПММА+ПС, Хитозан + ПЭО, ПХВ+СК, ПУ+ПХВ,
фторопласты + СК, ПХВ+ПММА и т.д.
Резольные и
новолачные
ФФ - олигомеры
Смеси полимеров
с олигомерами
ПВБ+ФФ - олигомеры
ПХВ+ФФ - олигомеры
Основные направления применения
нановолокон и нетканных материалов из полимеров
• Волокнистые аэрозольные фильтры промышленного и
технического назначения;
• Защитные нетканные фильтрующие материалы от
биологических аэрозолей;
• Термостойкие фильтрующие материалы с Траб>150оС для
атомной промышленности;
• Наногидрогелевые материалы из природных полимеров
медицинского назначения (для заживления ран и ожегов);
• Высокоэффективные и селективные волокнистые сорбенты для
извлечения редких элементов;
• Нетканые волокнистые полимерные материалы для получения
высокотермостойких углеродных и керамических материалов;
• Полимерные нановолокна для получения композиционных
углеродных материалов и т.д.
Книги, медали, патенты
Мы ждем Вас
на кафедре Химии и технологии переработки пластмасс и полимерных композитов
МИТХТ имени М.В. Ломоносова!
Мы готовы
к взаимовыгодному сотрудничеству с Вами!
ФАКУЛЬТЕТ «П»,
КАФЕДРА ХТПП и ПК
Москва, ул. Малая Пироговская, д.1
(проезд Метро «Фрунзенская»)
зав.кафедрой: Игорь Дмитриевич
Симонов-Емельянов
тел.8(499) 246–46-60
Тел./факс: 8(499) 255–04-44
web-сайт кафедры: plastmassy.mitht.ru
E-mail: simonov@mitht.rssi.ru
СПАСИБО
ЗА
ВНИМАНИЕ