Есть конспект?
Пришлите нам!

Новый сверхпрочный пенопласт вскоре заменит пластмассу


НОВЫЙ СВЕРХПРОЧНЫЙ ПЕНОПЛАСТ ВСКОРЕ ЗАМЕНИТ ПЛАСТМАССУ

Джеймс Ли

Инженеры Государственного Университета Штата Огайо разработали способ делать очень плотный пенопласт, который может заменить твердую пластмассу в будущем. Они также развили новаторские методы не использования хлорофторуглеродов при производстве пены.

Это открытие может обеспечивать рост на 2 миллиарда долларов в год в американской промышленности по производству пенопластов.

Помимо того, что все химпроизводства в мире постоянно заняты поиском новых модификаций пены, вскоре еще вступят в действие (в 2010 году) новые международные стандарты по защите окружающей среды, которые запретят использование многих текущих химкомпонентов при производстве пластмасс.

Джеймс Ли, профессор химии в Государственном Университете Штата Огайо, представил свои результаты исследования пены на ежегодной встрече Союза Исследований Материалов в Сан-Франциско.

Там, он и его коллеги обнародовали данные о новом сверхплотном пенопласте, укрепленном крошечными частицами глины. Они также сообщили о своем успехе в деле замены хлорфторуглеродов, которые используются при производстве пенопласта, на двуокись углерода. Первая часть представления Ли касалась нанокомпозитных материалов, которые содержат частицы нанодобавок (мелкие частицы – 1/109 метра поперек). Нанокомпозиты недавно привлекли внимание автопромышленников, где их теперь используют, чтобы делать более легкие пластмассовые части в автомобилях. Нанокомпозитный пенопласт Ли даже легче, чем эти нанокомпозиты, которые сделаны из твердых пластмасс. Многие ученые заинтересованы в нанокомпозитах и прочных пенопластах. Исследовательская группа Ли привнесла новые достижения сразу в обе эти концепции.

Экспериментируя в термодинамике и обработке полимеров, инженеры соединили пробел между нанокомпозитами и пеной. Цель конечного исследования состоит в том, чтобы создать пенопласт, который является достаточно твердым, чтобы заменить пластмассу в таких приложениях, как детали корпуса и салона, в такой технике как автомобили и самолеты.

Изделия из пенопласта были бы легче, чем твердые пластмассы, но по своим свойствам и внешнему виду никак от них не будут отличаться.

Потенциальный рынок для этой технологии огромен, потому что пластмассы, которые присутствуют повсюду в нашем обиходе, являются экологически грязным продуктом, так как они плохо подвержены естественному природному разложению. Попади пластмассовое изделие в почву, оно там пролежит в целости не одно десятилетие. Вот почему, замена пластмасс на пенопласт, которые гораздо легче перерабатывается микроорганизмами, очень важно в деле прогресса и очистки окружающей среды.

Но технология производства пенопластов также не чиста и загрязняет окружающую среду хлорфторуглеродами, которые, кстати, считаются разрушителями озонового слоя над планетой.

Обычная схема производства пенопласта такова:

Газы хлорфторуглеродной группы впрыскиваются в горячую жидкую пену. Газовые формы пузырятся, набухают, затем отвердевают внутри пор. Так образуется пенопласт.

Когда газовые пузырьки маленькие, и распространяются равномерно в пределах материала, пена становится более прочной и плотной. Ли и его коллеги обнаружили это. Они добавляли глинистые наночастицы к жидкой пластмассе и выявили увеличение плотности пены. Малые пузырьки имеют тенденцию формироваться вокруг наночастиц и цепляться за них, налипая гроздями и облепляя их.

Глина также густеет в пене, которая сохраняет пузырьки, распределенные равномерно внутри. В то время как большинство пенопласта содержит пузырьки размером в пределах нескольких сотен микрометров, пузырьки в пене нанокомпозита Ли были всего 5 микрометров поперек. Это означает, что такой пенопласт почти в 100 раз прочнее обычного и схож по прочности с пластмассой.

А с пеной, которая содержала всего 5% глинистых частиц, инженерами был создан материал, который был столь же прочен, но только на две трети столь же густ, как обычная пена. Начиная с создания глинистых нанокомпозитов, инженеры начали работать и над другими добавками, типа алюминия и углерода.


Dr.BoT© Konspektiruem.ru