Материал: Инновационные технологии и материалы. сборник докладов Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых

сенсоров матрицы); производительность – 6–8 анализов/час; многократное использование сенсоров без обновления селективного слоя (7000-10000 циклов сорбции/десорбции); специальное компьютерное обеспечение с возможностью контроля анализа на каждом этапе упрощает и существенно сокращает стадию принятия решения об изменении состава пробы и как следствие изменений состояния биообъекта. Возможно также расширение сферы применения сенсоров-панелей с тонкопленочными мультипокрытиями за счет адаптации и комбинации покрытий под конкретную диагностическую задачу, его унификации в узкой области.

УДК 677.02.001.5

НАНОМОДИФИЦИРОВАННЫЕ ФИЛЬТРУЮЩИЕ МАТЕРИАЛЫ ТОНКОЙ ОЧИСТКИ ГАЗОВ

О.Ю.Ящишина, А.Е.Кучерова, Е.А.Буракова, Ю.А.Герасимова, Тамбовский государственный технический университет

E-mail: ole4ka21ole4ka@mail.ru

Цель - создание опытно-промышленного производства импортозамещающих высокотехнологичных продуктов для сферы экологического мониторинга и охраны здоровья человека – фильтрующих материалов тонкой очистки газов с улучшенными характеристиками. Проект объединяет два принципиально отличающихся процесса тонкой очистки газов: аэрозольную фильтрацию и адсорбцию.

Наибольшее распространение для тонкой очистки воздуха от субмикронных аэрозольных частиц получили материалы из ультратонких волокон, поскольку при одинаковом сопротивлении потоку эти материалы обладают наибольшей эффективностью улавливания частиц по сравнению со всеми другими типами фильтровальных пористых перегородок.

Высокая степень очистки, как механической от взвешенных частиц, так и каталитической от летучих примесей, будет достигнута при использовании большого числа слоев волокон, покрытых структурой УНТ с заданными параметрами.

Кроме того, нанесение каталитических наночастиц в слое волокон с УНТ методом аэрозольной фильтрации делает волокнистые материалы самым перспективным носителем катализатора. Ведь поток

206

смеси газов, подвергающихся каталитическому превращению, обтекает именно те участки носителя, на которые осели каталитические наночастицы.

а) б)

Рис. 1. Волокна аэрозольного нанофильтра (а - тонкой очистки газа; б - аэрозольного катализа)

Применение: финишные фильтры для суперочистки газов, регенерируемые фильтры двигателей внутреннего сгорания, демистеры (туманоуловители) и т.д.

Другое перспективное направление - адсорбция веществ из смеси газов. Поверхностное наноуглеродное модифицирование таких сорбентов как активированный уголь, цеолит, керамика позволяет существенно повысить их физико-механические характеристики, активную удельную поверхность и т.д.

Рис. 2. Поверхность наномодифицированных сорбентов (а - цеолита; б - активированного угля)

В рамках проекта разработана технология модифицирования высокотемпературных материалов супертонкой очистки газов путем газофазного химического осаждения на них слоя УНТ (технологическая схема производства и оборудование для синтеза спроектированы ООО «НаноТехЦентр», г. Тамбов).

Получены и продиагностированы опытные образцы наномодифицированных материалов (кремниевые, кремнеземные, керамические волокна; активированный уголь, цеолиты, оксид алюминия) с различной структурой УНТ.

207

Достоинства - практическая реализация проекта возможна при незначительном переоборудовании функционирующих технологических линий.

Результаты проекта могут быть использованы в различных областях промышленности: химическая, атомная, транспортная, производство средств индивидуальной\коллективной ЗОД, производство высокоточной механики и микроэлектроники, фармацевтика, медицина и т.д.

Продукция должна сформировать новый сегмент рынка материалов тонкой очистки газов – материалы высшей ценовой категории, обладающие существенно улучшенными функциональными и эксплуатационными свойствами при сохранении стандартных типоразмеров и монтажных характеристик.

УДК 669.713.7

РАЗРАБОТКА ТОКОПРОВОДЯЩЕГО ПОЛИМЕРНОГО КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА

А.В.Захаревский Тамбовский государственный технический университет

E-mail: san775469@yandex.ru

Работа относится к области технологии получения функциональных электропроводящих материалов в производстве медицинского оборудования, электроники и строительных материалов специального назначения. Производство новых функциональных материалов - актуальное направление, позволяющее значительно упростить технологию производства с применением таких материалов. Используемые на данный момент методы приданию полимерным композитам электропроводности основаны на внесении большого количества токопроводящих частиц в структуру полимерной матрицы. Как правило, этими частицами является графит и различные соединения титана, которые вносят в больших долях, обычно это 60-80%, что приводит к разупрочнению матрицы и снижению прочностных и эксплуатационных характеристик. Предлагаемый нами метод основан на более эффективном внесении углеродных нанотрубок, позволяющий добиться электропроводности порядка ома при внесении нескольких массовых процентов добав-

208

ки. Также нанотрубки оказывают упрочняющее воздействие, что может скомпенсировать падение прочности материала при использовании больших процентов внесения. При этом наш метод позволяет сочетать предложенные нами наполнители с традиционными, что не может положительно не сказаться на стоимости конечного продукта. Также применение углеродных нанотрубок является более экологичным из-за технологии их производства.

В наши дни промышленность ставит всѐ более жесткие требования к таким материалам, а именно это увеличение электропроводности с сохранением прочности. Однако, с развитием наноотрасли стали доступны уникальные материала, такие как углеродные нанотрубки, их развитая структура позволяет не только повысить электропроводность в близи малого процента наполнения, но и сохранить прочность, при внесении в полимерную матрицу. Так при внесении 6% (масс.) удалось увеличить электрическую проницаемость на девять

УДК 681.3

ВЫСОКОЭФФЕКТИВНАЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ MAXIТERM

Д.Н.Галдин, В.А.Максименко Воронежский государственный технический университет

E-mail: dmgaldin@yandex.ru

В настоящее время во всѐм мире большое внимание уделяется различным аспектам энергосбережения. Одним из наиболее важных вопросов является сбережение тепловой энергии с помощью высокоэффективной теплоизоляции. Наиболее эффективным видом теплоизоляции является экранно-вакуумная, однако еѐ существенными недостатками являются большой вес, стоимость, низкая вибростойкость и сложность монтажа, что ограничило еѐ применение высокоответственной криогенной техникой. Широкое получили распространение теплоизолирующие материалы следующих видов: минералловатная теплоизоляция, пеностекло, пенополистирол ПС-БС и пенополиуретан.

Применение пенополиуретана в качестве теплоизоляции обусловлено многими факторами: одним из самых низких коэффициентов теплопроводности, способностью не впитывать и удерживать

209

в себе влагу, особенностью вспениваться непосредственно на объекте, заполняя всевозможные трещины, обеспечение высокой адгезии к любому основанию, большой интервал рабочих температур. Одним из способов нанесения материала на поверхность является напыление. При этом появляется возможность с легкостью обработать любые геометрические конструкции (выступы, арки, колонны). Технология напыления пенополиуретана позволяет получить бесшовный теплоизоляционный слой, надежно прикрепленный к основанию, там где укладка плитных теплоизоляторов не то что затруднительна но даже невозможна. Теплоизоляция из пенополиуретана получила широкое распространение в Европе и Америке.

Одним из существенных недостатком пенополиуретана является его низкая стойкость к УФ-лучам, вследствие чего нанесѐнному теплоизолирующему покрытию требуется качественная защита от солнечного излучения, приводящая к значительному увеличению стоимости работ.

Разработанный нами материал MaxiТerm предназначен для одностадийного получения высокоэффективной теплоизоляции, обладающей в несколько раз меньшим коэффициентом теплопроводности и всеми положительными качествами экранновакуумной теплоизоляции и пенополиуретана при низкой себестоимости.

Данный результат достигается тем, что в прочную вспенѐнную основу (пенополиуретан) добавлен высокодисперсный металлический порошок (размер частиц 5 – 50 мкм) с высокой отражательной способностью. При затвердевании пенополиуретан надѐжно закрепляет порошок, что определяет высокие механические характеристики материала. Поскольку застывший композитный материал MaxiТerm обладает высокой отражательной способностью, то его теплопроводность значительно снижается и поверхность не требует защиты от УФ.

В таблице приведены значения теплопроводности для различных видов теплоизоляционных материалов.

В настоящий момент на материал и способ его получения

210