ВСТУП
Століття полімерів
Матеріали, які використовував людина у своїй діяльності, завжди відігравали важливу, а часто і визначальну роль у прогресі цивілізації. Вони навіть дали назви цілим етапам розвитку людства: кам'яний вік, бронзовий вік, залізний вік ... Звичайно, зараз коло матеріалів, створених і використовуваних в побуті і техніці, особливо військової, надзвичайно широкий. Однак з невеликою часткою упередженості сучасну епоху можна назвати століттям полімерів.
У цьому бізнес-плані представлений один тип полімерних матеріалів: полімерні нанокомпозити або композиційні матеріали з термореактивной полімерною матрицею на основі вуглецевих фуллероідних Наномодифікатори, які покращують новому композиційному матеріалу фізико-механічні та інші властивості на 30 - 300% за різними параметрами. Сучасна авіація, ракетно-космічна техніка, суднобудування, машинобудування немислимі без полімерних композитів. Багато хто з них легше і міцніше кращих металевих (алюмінієвих і титанових) сплавів, та їх застосування дозволяє знизити вагу вироби (літака, ракети, космічного корабля) і, відповідно, скоротити витрату палива. Таблиця 1 ілюструє зменшення фінансових витрат (у доларах) при зниженні маси конструкції на 1 кг. В результаті зараз у швидкісній авіації використовують від 7 до 30% (за вагою) полімерних композитів і знижують вага виробу таким чином від 5 до 40%. Можливо в найближчому майбутньому ці цифри будуть значно змінені у зв'язку з активним застосуванням наночастинок і нанотехнологій у виробництві полімерних композитних матеріалів.
Таблиця 1
Важливо і те, що у відходи при виготовленні деталей з полімерних композитів йде не більше 10? 30% матеріалу, в той час як у аналогічних деталей з високоміцних сплавів алюмінію і титану, застосовуваних в авіації, відходи можуть в 4? 12 разів перевищувати масу виробу. Досвід застосування полімерних композитів показав, що максимального виграшу від їх застосування можна домогтися, лише творчо підходячи до проектування літака або іншого виробу, враховуючи особливості властивостей армованих пластиків і технології їх виготовлення.
Простий приклад. Метал - ізотропний матеріал, властивості його однакові у всіх напрямках, армований пластик - анізотропний: наприклад, міцність його вздовж волокон набагато більше, ніж впоперек. Не для всякого вироби необхідний ізотропний матеріал. Так, в простій циліндричної трубі при внутрішньому тиску напруги вздовж і поперек труби відрізняються приблизно в 2 рази. Тому вигідніше по радіусу розмістити більше волокон (там більше напруга), ніж уздовж труби. Така конструкція називається равнопрочной і дозволяє економити матеріал.
Крім того, при виготовленні деталей з полімерних композитів потрібні менші трудові та енергетичні витрати, зменшується кількість виробничих циклів, можна замість великої кількості дрібних деталей і подальшого їх з'єднання болтами або зварюванням зробити відразу одну велику. У таблиці 2 наведені середні питомі витрати енергії при виготовленні матеріалу і виробів з металів і армованого пластику на основі вуглецевих волокон і епоксидної смоли як сполучної (епоксіуглепластік).
Компоненти армованого пластику - це волокно і полімерна матриця. Основну механічне навантаження несуть волокна і вони, головним чино...
