Нанонаполнители в кабельных пластикатах
Опытом разработки и внедрения технологии получения нанокомпозитного ПВХ-компаунда для кабельной изоляции поделилась на V Российском конгрессе переработчиков пластмасс Светлана Хаширова, профессор кафедры органической химии и высокомолекулярных соединений КБГУ им. Х. М. Бербекова.
Тенденции
Сегодня в мировой практике использования гибких полимеров доминируют ПВХ-пластикаты. Однако как за рубежом, так и в России наметилась тенденция замены ПВХ-пластикатов альтернативными полимерами — полиолефинами. Это связано с неэкологичностью ПВХ-пластиката — выделением при горении токсичного хлористого водорода. В странах Евросоюза уже приняты законы об исключении опасных веществ, таких как свинец и кадмий, из ПВХ-пластиката, а также введены ограничения на его использование. Однако, несмотря на это, полностью заменить ПВХ-пластикаты на мировом рынке пока нереально. Кроме того, это очень технологичный полимер — легко перерабатывается, да и стоимость его относительно невысока.
В основе кабельной промышленности России лежат ПВХ-пластикаты, поэтому более реально не полное их замещение, а улучшение эксплуатационных характеристик. Сегодня большая часть кабельной продукции выпускается по рецептурам и ГОСТам, утвержденным 30 лет назад. Чтобы эта продукция удовлетворяла требованиям международных стандартов, необходимо совершенствовать технологию производства ПВХ-пластикатов.
Перспективным нанонаполнителем для ПВХ-пластикатов является органомодифицированный монтмориллонит. Он абсолютно нетоксичный, и запасы его велики. Так, на одном из месторождений в Кабардино-Балкарии запасы монтмориллонита составляют 145 миллионов тонн. Сегодня в РФ используются в основном зарубежные органомодификаторы, но стоимость их высока. В КБГУ им. Х. М. Бербекова разработана технология получения нанокомпозитного пластиката на основе отечественного монтмориллонита.
Эксплуатационные характеристики
Изменяя состав и количество модификатора, можно регулировать размер сферолитов получаемого нанопластиката, что влияет на эксплуатационные характеристики конечной продукции. Сравнение отечественного наполнителя и продукции на его основе с зарубежными аналогами позволило сделать вывод о том, что они не уступают последним по эксплуатационным показателям. Кислородный индекс экспериментального пластиката составляет 35 %, токсичность дыма при горении снижена по сравнению с обычным пластикатом и зарубежным аналогом. Разработаны рецептуры пластикатов, при горении которых до 80 % хлористого водорода остается в коксовом остатке. Об этом свидетельствуют рентгенофлюорограммы коксовых остатков. Удельное объемное электрическое сопротивление повышено, изоляционные свойства разработанного пластиката также улучшены, что связано со слоистой структурой монтмориллонита.
Экономический эффект
В конце 2012 года планируется запустить в эксплуатацию цех по производству нанокомпозитного ПВХ-пластиката в ЗАО «Кабельный завод «Кавказкабель». Проект выполняется в рамках Постановления Правительства № 218 от 9 апреля 2010 г. по договору Министерства образования и науки РФ с ЗАО «Кабельный завод «Кавказкабель» № 13.G25.31.0048 от 7 сентября 2010 года. Разработанная технология не требует больших изменений основной производственной линии. Существующий пилотный участок и цех по производству пластиката полностью оснащены немецким оборудованием, имеются емкости для хранения жидких компонентов, работает опытно-промышленная установка получения органомодифицированного наполнителя из местной глины. Экономический эффект будет достигнут за счет использования отечественного сырья и специальных свойств разрабатываемых материалов. Доля в суммарном эффекте за счет использования отечественных функциональных нанонаполнителей составит 20 %, за счет уменьшения добавок антипиренов (в 2–3 раза) в рецептуре — 15–20 % и за счет расширения диапазона температур эксплуатации — 30 %.
