Page 1

МЕРОПРИЯТИЯ КОНГРЕСС ПЕРЕРАБОТЧИКОВ

СВЕТЛАНА ХАШИРОВА: «Нанонаполнители в кабельных пластикатах» В основе кабельной промышленности России лежат ПВХ-пластикаты, поэтому более реально не полное их замещение, а улучшение эксплуатационных характеристик. Сегодня большая часть кабельной продукции выпускается по рецептурам и ГОСТам, утвержденным 30 лет назад. Чтобы эта продукция удовлетворяла требованиям международных стандартов, необходимо совершенствовать технологию производства ПВХпластикатов.

Наполнители

Светлана Хаширова, профессор кафедры органической химии и высокомолекулярных соединений КБГУ им. Х. М. Бербекова

О

пытом разработки и внедрения технологии получения нанокомпозитного ПВХ-компаунда для кабельной изоляции поделилась на V Российском конгрессе переработчиков пластмасс Светлана Хаширова, профессор кафедры органической химии и высокомолекулярных соединений КБГУ им. Х. М. Бербекова.

Тенденции Сегодня в мировой практике использования гибких полимеров доминируют ПВХпластикаты. Однако как за рубежом, так и в России наметилась тенденция замены ПВХ-пластикатов альтернативными полимерами — полиолефинами. Это связано с неэкологичностью ПВХ-пластиката — выделением при горении токсичного хлористого водорода. В странах Евросоюза уже приняты законы об исключении опасных веществ, таких как свинец и кадмий, из ПВХ-пластиката, а также введены ограничения на его использование. Однако, несмотря на это, полностью заменить ПВХпластикаты на мировом рынке пока нереально. Кроме того, это очень технологичный полимер — легко перерабатывается, да и стоимость его относительно невысока. 28

Перспективным нанонаполнителем для ПВХ-пластикатов является органомодифицированный монтмориллонит. Он абсолютно нетоксичный, и запасы его велики. Так, на одном из месторождений в Кабардино-Балкарии запасы монтмориллонита составляют 145 млн т. Сегодня в РФ используются в основном зарубежные органомодификаторы, но стоимость их высока. В КБГУ им. Х. М. Бербекова разработана технология получения нанокомпозитного пластиката на основе отечественного монтмориллонита.

Эксплуатационные характеристики Изменяя состав и количество модификатора, можно регулировать размер сферолитов получаемого нанопластиката, что влияет на эксплуатационные характеристики конечной продукции. Сравнение отечественного наполнителя и продукции на его основе с зарубежными аналогами позволило сделать вывод о том, что они не уступают последним по эксплуатационным показателям. Кислородный индекс экспериментального пластиката составляет 35 %, токсичность дыма при горении снижена по сравнению с обычным пластикатом и зарубежным аналогом. Разработаны рецептуры пластикатов, при горении которых до 80 % хлористого водорода остается в коксовом остатке. Об этом свидетельствуют рентгенофлюорограммы коксовых остатков. Удельное объемное электрическое сопротивление повышено, изоляционные свойства разработанного пластиката также улучшены (см. табл. 1.), что

связано со слоистой структурой монтмориллонита.

Экономический эффект В конце 2012 года планируется запустить в эксплуатацию цех по производству нанокомпозитного ПВХ-пластиката в ЗАО «Кабельный завод «Кавказкабель». Проект выполняется в рамках Постановления Правительства № 218 от 9 апреля 2010 г. по договору Министерства образования и науки РФ с ЗАО «Кабельный завод «Кавказкабель» № 13.G25.31.0048 от 7 сентября 2010 года. Разработанная технология не требует больших изменений основной производственной линии. Существующий пилотный участок и цех по производству пластиката полностью оснащены немецким оборудованием, имеются емкости для хранения жидких компонентов, работает опытно-промышленная установка получения органомодифицированного наполнителя из местной глины. Экономический эффект будет достигнут за счет использования отечественного сырья и специальных свойств разрабатываемых материалов. Доля в суммарном эффекте за счет использования отечественных функциональных нанонаполнителей составит 20 %, за счет уменьшения добавок антипиренов (в 2–3 раза) в рецептуре — 15–20 % и за счет расширения диапазона температур эксплуатации — 30 %.

.

КБГУ им. Х. М. Бербекова

Декабрь 2011

The Chemical Journal


КОНГРЕСС ПЕРЕРАБОТЧИКОВ МЕРОПРИЯТИЯ Рис. 1. Динамика объемов производства ПВХ в РФ

Рис. 2. Структура потребления в России кабельных композиций на основе ПЭ и ПВХ

700

575,0

2%

527,5 479,9

500

585,0

585,2

546,2

419,4 Тыс. т

590,1

563,3

600

486,7

400

296,8

37%

300

61%

200 100

158,1

0 1997

1995

1999

Рис. 2. Потребление кабельных ПВХ-пластикатов в РФ

2001

2003

2005

2007

2009 г.

ПЭ

ПВХ

Другие

Рис. 4. Объем потребления ПВХ-пластиков предприятиями 15 600 16 000

10%

13 391

14 000

11 200

12 000

15%

75%

Тонны

10 000

8 286,8

8 000

5 102,3

6 000 4 000

Общего назначения Пониженной горчести Другие

2 000

2 336,7

3 305,6

241

0 2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009 г.

Таблица 1. Конкуретные преимущества нанокомпозитного ПВХ-пластиката

Показатель

ПВХ-пластикат И 40-13А

Нанокомпозитный ПВХ-пластикат И 40-13А

ПТР, г/10 мин

0,55

1,65

Прочность при разрыве, [МПа]

20,0

23,5

Относительное удлинение, [%]

276

273

3,4 1014

2,5 1015

22

24

Модуль упругости при растяжении, [МПа]

75,5

99,7

Горючесть (время затухания, с)

4,5

0,9

Теплостойкость по Вика, °С

90

127

Удельное объемное электрическое сопротивление, [Ом см] Твердость при 20 °С, [кгс/см2]

The Chemical Journal

Декабрь 2011

29

2011_12_28-29_hashirova  
Read more
Read more
Similar to
Popular now
Just for you