Нанокомпозитные трубы открывают новую эру в производстве

Нанокомпозиты — в большой цене, ибо они совершили настоящий переворот в трубной промышленности. Что же известно о нанокомпозитных трубах сегодня?
Новый материал представляет собой большое количество пластов толщиной не более двух нанометров, изготавливающихся из глинистых минералов монтмориллонита. Частицы, видимые только под микроскопом, внедряются в обычные полимеры и образуют совершенно новый, уникальный по своим свойствам, сверхпрочный материал. Нанокомпозитные трубы с легкостью прослужат не менее 80 лет.

Среди основных характеристик пластика, идущего на изготовление труб, — устойчивость к механическим воздействиям ударного типа, а также к резким перепадам температур. Главное же назначение нанокомпозитов в промышленности — использование их в качестве защиты для газопроводных и водопроводных труб. Отличные эксплуатационные свойства и низкая стоимость позволили нанокомпозитным трубам быстро завоевать рынок. Проблема на сегодня состоит лишь в том, что пока в мире выстроено довольно мало заводов, выпускающих такую продукцию.

Производство нанокомпозитных труб

Метаполимерные материалы идут на изготовление многослойных труб и профилей. В чем заключается суть процесса? На заводе на металлическую заготовку непрерывно наносят адгезив и полимеры, формуя изделие. Перед тем, как покрывать заготовку указанными веществами, на ее поверхности делают рельеф (наномикроразмерный, субмикроразмерный или же наноразмерный).

Рельеф формируется благодаря высоковольтному разряду атмосферного давления, который есть не что иное, как разряд со стримерным пробоем промежутка. Это позволяет увеличить плотность металлополимерных лент, профилей, пластин и труб.

Какова была изначальная цель изобретения? Она заключалась в том, чтобы создать неразъемные, надежные металлополимерные соединения, увеличив адгезионные силы сопрягаемых материалов. Способы повышения полимерной адгезии были известны и раньше, однако они не приносили таких результатов, как наноматериалы. Проблема заключалась в том, что решающую роль в обеспечении высокой адгезии решает микроструктура поверхности металла, которую долго не получалось почти идеально очистить.

Сегодня как химические, так и механические способы подготовки поверхностей свои возможности почти исчерпали, да и другие новшества давно ворвались в промышленность. Так, был изобретен способ получения металлополимерных соединений (труб, лент) в результате непрерывной экструзии полимеров на профили металлической фольги или же сформованные или неформованные трубы.

Нанокомпозитные трубы, профили и прочие изделия получаются благодаря формированию поверхности фольги, на которую сверху или внутри наносятся сначала адгезив, а затем полимер. Края фольги свариваются. В зависимости от разрядной цепи, выбирается необходимый режим. Это может быть режим «тлеющего барьерного разряда» («квази-диффузного») или же разряда искрового.

Нанокомпозитные трубы хороши также тем, что в процессе производства можно легко задать будущие характеристики материала. В зависимости от того, насколько изделие должно быть прочным, рассчитываются максимальные адгезионные силы.

Перечисленные способы производства нового вида труб постоянно претерпевают изменения и совершенствуются. Предполагается что стальные трубы систем отопления и водоснабжения в скором времени заменят нанокомпозитные трубы, производство которых обходится во много раз дешевле. Учтем и то, что времени, затрачиваемого на выпуск новой продукции, требуется также намного меньше.

В России уже начали строиться заводы по выпуску нанокомпозитных труб. Какие еще сюрпризы приготовили нанотехнологии для промышленности — остается только догадываться.