Автореферат (Многофункциональные полимерные композиционные материалы на основе поликарбоната и технологии получения инновационной продукции)

Акционерное общество «Институт пластмасс имени Г. С. Петрова»На правах рукописиАндреева Татьяна ИвановнаМНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕМАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ ПОЛИКАРБОНАТА И ТЕХНОЛОГИИПОЛУЧЕНИЯ ИННОВАЦИОННОЙ ПРОДУКЦИИ05.17.06 – Технология и переработка полимеров и композитовАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степенидоктора технических наукМосква – 2017Работа выполнена в АО «Институт пластмасс им. Г.С. Петрова»Научный консультант:доктор технических наук, профессорСимонов-Емельянов Игорь Дмитриевич,заведующий кафедрой химии и технологии переработки пластмасси полимерных композитов ФГБОУ ВО «Московскийтехнологический университет» (Институт тонких химическихтехнологий)Официальные оппоненты:доктор химических наук, профессорКербер Михаил Леонидовичпрофессор кафедры технологии переработки пластмассФГБОУ ВО «Российский химико-технологический университетимени Д.И.

Менделеева»доктор технических наук,Саморядов Александр Владимировичглавный научный сотрудник, ФГБУН Межведомственный центраналитических исследований в области физики, химии и биологиипри Президиуме Российской академии наук(МЦАИ РАН)доктор технических наук, профессорКондратов Александр Петровичзаведующий кафедрой инновационных материалов, ФГБОУ ВО«Московский политехнический университет»Ведущая организация:ФГБОУВОМосковскийавиационный(Национальный исследовательский университет).институтЗащита диссертации состоится «11» октября 2017 г. в 13.00 на заседании диссертационногосовета Д 212.120.07 на базе Федерального государственного бюджетного образовательногоучреждения высшего образования «Московский технологический университет» (Институт тонкиххимических технологий) по адресу: 119831, г. Москва, ул.

М. Пироговская, д.1 в ауд. А-221С авторефератом диссертации можно ознакомиться на Интернет-сайтах ВАК РФhttp://vak.ed.gov.ru и http://mirea.ru.С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ФГБОУ ВО«Московский технологический университет» (Институт тонких химических технологий) поадресу: 119571, Москва, проспект Вернадского, д. 86 и на Интернет-сайте http://mirea.ru.Автореферат диссертации разослан « »2017 г.Ваши отзывы на автореферат просим присылать по адресу: 119454, ЦФО, г.

Москва, ПроспектВернадского, д. 78, ФГБОУ ВО «Московский технологический университет», диссертационныйсовет Д 212.131.09.Ученый секретарьдиссертационного совета Д212.120.07,доктор технических наук, доцентЮ. А. Наумова2ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность работы.Создание в России (ПАО «Казаньоргсинтез») отечественного производства базовых марокполикарбоната мощностью 65 тыс. тонн в год предопределило развитие сегмента отечественногорынка конструкционных материалов на его основе. Введение санкций европейскими странами,США, Канадой и Австралией против России особенно обострило проблему импортозамещения вобласти конструкционных материалов, которая может быть успешно решена путем созданияполимерныхматериаловскомплексомзаданныхсвойствнаосновеотечественногополикарбоната (ПК) и разработкой технологий производства изделий различного, в том числе,многофункционального назначения.Поэтому проблема создания превосходящих или не имеющих мировых аналоговконструкционных материалов на основе отечественного ПК, как одного из наиболееперспективных пластиков, выходит на первое место и становится в настоящее время важнымактуальным направлением для научных исследований и технологических разработок.Анализ данных структуры рынка потребления ПК показал, что наиболее перспективныминаправлениями его дальнейшего развития в России являются: производство ударопрочных,абразиво- и атмосферостойких листов различных форм и конструкций; получение изделий длятранспортного машиностроения и светотехнических изделий для светодиодной техники.Для развития и расширения отечественного рынка новых многофункциональныхматериалов на основе ПК, создания инновационной продукции и широкого поиска экономическицелесообразных областей для ее применения были сформулированы основополагающие научнотехнические проблемы, решение которых требует выполнения комплекса теоретических,фундаментальных и прикладных исследований:- создание высоко ударопрочных полимерных композиционных материалов новогопоколения на основе смесей полимеров с ПК, путем направленного регулирования параметровмногоуровневой структуры смесей полимеров на его основе с разной совместимостьюкомпонентов в условиях процессов их получения и переработки в изделия, а также нахождениясвязи параметров дисперсной структуры со свойствами;-разработкатехнологииновыхабразивостойкихоптическивысокопрозрачныхполимерных материалов и изделий на основе нанокомпозитов ПК или путем создания защитныхпокрытий с использованием новых термоотверждающихся кремнийорганических композицийзаданного молекулярного дизайна с высокой абразивостойкостью и адгезией к ПК;- разработка рецептур и технологии новых светопреобразующих и светорассеивающихдисперсно-наполненных полимерных композиционных материалов (ДНПКМ) на основе ПК длясветодиодной техники и изготовления изделий сложной конфигурации высокоэффективными3методами переработки на базе построения многоуровневой структуры с заданными параметрамии регулируемыми оптическими характеристиками.Исследования,представленныевдиссертационнойработе,быливыполненывАО «Институт пластмасс» в рамках государственных целевых программ:ФЦП №1 (Постановление Правительства Российской Федерации от 15 октября 2001 г.

№ 728);ФЦП «Национальная технологическая база на 2007-2011 годы» (Постановление ПравительстваРоссийской Федерации от 29 января 2007 г. № 54); ФЦП «Исследования и разработки поприоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012годы» (Приказ Роснауки от 20 апреля 2007 г. №55); «Программа прикладных научныхисследований и проектов в интересах города Москвы на 2009-2011 годы» (ПостановлениеПравительства Москвы от 10 марта 2009 г.

№186ПП); Государственная программа РоссийскойФедерации«Развитиепромышленностииповышениеееконкурентоспособности»(Постановление Правительства Российской Федерации от 30 октября 2013 г. № 972),подпрограмма 14 «Развитие производства композиционных материалов (композитов) и изделийиз них»; Научно-техническая программа Союзного государства «Разработка инновационныхтехнологий и техники для производства конкурентоспособных композиционных материалов,матриц и армирующих элементов на 2012-2016 годы», шифр «Компомат».Целью работы является разработка научных основ и рецептурно-технологическихрешенийпосозданиюгетерогенныхгетерофазныхмногофункциональныхполимерныхкомпозиционных материалов на основе ПК с высокой ударостойкостью, абразивостойкостью исветотехническими характеристиками путем направленного регулирования многоуровневойструктурной организации дисперсно-наполненных полимерных композиционных материалов(ДНПКМ) с комплексом технологических и эксплуатационных свойств, обеспечивающихполучение инновационной продукции.Для достижения поставленной цели в работе необходимо было решить следующиеосновные задачи:- провести комплексные исследования гетерогенных гетерофазных ДНПКМ на основе ПК(смесей полимеров, дисперсно-наполненных систем) с позиций организации многоуровневойструктуры в различных технологических процессах, изучить влияние морфологии микро- имакроструктуры и формирования наноструктурных граничных слоев при взаимодиффузиикомпонентов на комплекс технологических и эксплуатационных характеристик;- описать строение структуры дисперсных систем на основе ПК в рамках предлагаемыхмодельных представлений и обобщенных параметров, определить их связь с технологическими иэксплуатационными свойствами, установить оптимальные обобщенные параметры дисперснойструктуры для многофункциональных ПКМ с высокой ударной прочностью, абразивостойкостьюи светотехническими характеристиками;4- исследовать основные закономерности структурообразования в граничных слоях,диффузионных процессов и химических реакций на границе раздела фаз в смесях полимеров наоснове ПК с полимерами с различной термодинамической совместимостью (ПАТФ, полиолефиныи сополимеры АБС) и разными модификаторами и другими функциональными добавками;- выполнить комплексные технологические исследования по термостабилизации, УФ стабилизации и созданию высоко ударопрочных пластиков на основе смесей ПК с полимерамиразличной природы, химического состава, термодинамической совместимости, релаксационнымии вязкостными характеристиками, а также комплексом высоких физико-механических свойств;- провести исследования по формированию структуры и оптимизации составовабразивостойких нанокомпозитов на основе ПК, анализ и разработку молекулярного дизайнакремнийорганических соединений с высокой адгезией к ПК, ПММА и системе ПК + ПММА итехнологии получения из растворов защитных термоотверждающихся кремнийорганическихпокрытий на поверхности ПК при создании оптически прозрачных абразивостойких изделий;- провести системные исследования по структурообразованию и формированиюгетерогенных гетерофазных структур ДНПКМ на основе оптически прозрачного ПК с активнымсветопреобразующим наполнителем-люминофором и светорассеивающими добавками различнойприродыдлясозданияновыхфункциональныхполимерныхсветопреобразующихисветорассеивающих материалов и светотехнических изделий нового поколения;- разработать новые составы и оптимизировать технологические схемы и режимыполучения многофункциональных композиционных материалов на основе ПК с высоким уровнемтехнологическихисветопреобразующиеспециальныхихарактеристиксветорассеивающие),атакже(ударостойкие,технологииабразивостойкие,переработкиновыхмногофункциональных ПКМ на основе ПК высокоскоростными методами в изделия различногоназначения;- провести комплексные работы по разработке научно-технической и технологическойдокументации и внедрению разработанных многофункциональных материалов на основе ПК впромышленноепроизводствоисозданиюинновационнойпродукциидлярасширенияотечественного рынка.Научная новизна работы заключается в следующем:- предложен системный подход к организации многоуровневой структуры ПКМ –дисперсно-наполненных систем, нанокомпозитов и смесей полимеров на основе ПК, ее описанияс позиций решетчатой модели в терминах обобщенных параметров структуры (Θ, В.