00

0

0

Главная > Новости науки > Разработаны сверхгибкие, сверхупругие и сверхстойкие композиции на основе полимеров

Новости науки

Химиками французской компании Elf Atochem S.A. были разработаны полимерные композиции на основе фторсодержащих полимеров, которые могут быть использованы для изготовления материалов, подвергающихся воздействию механических напряжений в условиях высоких и/или низких температур, а также контакту с особенно агрессивными средами, при условиях, когда от этих материалов требуется надежная реализация удовлетворительных свойств гибкости и упругости.

Особенности свойств фторсодержащих гомополимеров и сополимеров позволяют этим материалам быть устойчивыми к высоким температурам, иметь высокую химическую стойкость, в частности, по отношению к растворителям. Они также устойчивы по отношению к разнообразным атмосферным воздействиям и воздействиям различных излучений, в частности устойчивы к воздействию ультрафиолетового излучения. Известно о непроницаемости этих полимеров для газов и жидкостей, а также их хорошие электроизоляционные свойства.

Поэтому такие полимеры используются, в частности, для изготовления труб, предназначенных для транспортировки углеводородов, извлекаемых из нефтяных месторождений, расположенных как под участками суши (оn-shore), так и под дном моря (offshore). Добываемые из этих месторождений углеводороды в ряде случаев приходится транспортировать при достаточно высоких температурах (порядка 135°С) и под высоким давлением (которое может достигать 70 МПа). Функционирование нефтедобывающих или газодобывающих установок в таких условиях остро ставит проблемы термической и химической стойкости используемых в технологическом процессе материалов, а также их достаточной механической прочности. К этим требованиям постоянно добавляются и другие требования, связанные с использованием таких труб перед или после их непосредственной эксплуатации. Так, например, в процессе их изготовления, монтажа и/или демонтажа на данной установке (то есть разматывания с катушек и наматывания на катушки) эти трубы могут подвергаться воздействию ударов и усилий изгиба, которым они также должны успешно противостоять, причем зачастую при весьма низких температурах (например, при температурах порядка -35°С).

Исследования по созданию подобных материалов, которые бы удовлетворяли всем вышеперечисленным требованиям, велись неоднократно и уже давно. И вот, недавно химиками французской компании Elf Atochem S.A. был достигнут прогресс в этом направлении.

Созданная ими композиция содержит гомополимер (А) винилиденфторида (VF2) либо сополимер (A) VF2, а также мономеры, поддающиеся сополимеризации с VF2, которые распределены в определенном процентном соотношении масс.

Такие полимеры обладают показателем текучести, измеренным в соответствии с нормой ISO 1133 при температуре 230°С под нагрузкой в 5 кг, меньше 5 г/10 мин, и критическим G_c на пересечении модулей сдвига в расплавленном состоянии G' и G'', измеренным при температуре 190°С, от 5 до 22 кПа.

А композиция на основе этих полимеров обладает целым рядом свойств:
- относительное удлинение на пороге текучести Î _у превышает 11%,
- относительное удлинение на разрыв Î _r превышает 200%,
- измеренная в соответствии с нормой ISO 180-1982 устойчивость к удару при температуре 23°С превышает величину 50 кДж/м² и устойчивость к удару при температуре -30°С превышает величину 10 кДж/м²,
- сопротивляемость разрыву при изгибе на покрытой оболочкой металлической ленте превышает 50%,
- потеря массы D р в воздухе при температуре 150°С в течение одного месяца не превышает 8% и изменение массы D р в нефтяной среде (равнообъемная смесь циклогексана, изооктана и ксилола) при температуре 150°С в течение одного месяца не является отрицательным (то есть данная композиция не теряет свой вес в нефтяной среде).

Таким образом, данные композиции могут быть использованы для изготовления материалов, подвергающихся воздействию механических напряжений в условиях высоких и/или низких температур, контакту с особенно агрессивными средами, такими, например, как углеводороды, сильные кислоты, растворители, минеральные и органические основания, когда от этих материалов особенно требуется надежная реализация удовлетворительных свойств гибкости и упругости.

Эти композиции особенно хорошо приспособлены для изготовления герметизирующих оболочек гибких металлических трубопроводов, предназначенных для извлечения из месторождений и/или для транспортировки природного газа и углеводородов в нефтяной и газовой промышленности.

Данные герметизирующие оболочки имеют обычно вид однослойных или многослойных труб, изготавливаемых методом экструзии или совместной экструзии. В изготовленные таким образом трубы затем вставляют соответствующий гибкий металлический трубопровод. Такие герметизирующие оболочки также могут быть сформированы непосредственно на гибком металлическом трубопроводе с использованием обычных технологий создания на трубах наружных покрытий.

Новые композиции также хорошо приспособлены для изготовления методом экструзии различных изделий для химических производств, в частности, в форме шлангов и труб, а также для изготовления соответствующей продукции в области строительства и городского хозяйства, например изолирующих оболочек кабелей, растяжек и стренг, а также однослойных и многослойных пленок и листов для любых других промышленных нужд.

Кроме того, они могут быть еще использованы для изготовления изолирующих оболочек на электрических проводах, кабелях, стренгах и растяжках.