Поддержка по электронной почте
247886802@qq.comПозвоните в службу поддержки
+86-13258111863
Если честно, до сих пор встречаю коллег, которые путают поверхностную модификацию BMI с обычным полимерным покрытием. Разница принципиальная – в первом случае мы говорим о ковалентной прививке, а не адсорбции. Наша команда в ООО Сычуань Тайхэн Композитные Материалы прошла тернистый путь от пробных синтезов до стабильного производства, и сейчас хочу поделиться наблюдениями, которые не всегда найдешь в патентах.
При работе с bismaleimide важно понимать его температурные пороги. Помню, в 2022 году мы потеряли партию оксида цинка из-за преждевременной полимеризации BMI – реакция пошла при 130°C вместо расчетных 150°C. Позже выяснилось, что примеси солей кобальта в исходных реактивах сыграли роль катализатора.
Сейчас для неорганические наночастицы модифицированные bmi используем ступенчатый нагрев: сначала 80°C для адсорбции, потом резкий скачок до 160°C. Интересно, что дисперсность частиц после модификации иногда улучшается – видимо, за счет стерических эффектов. Но этот параметр нужно каждый раз проверять на лазерном анализаторе, визуальной оценки недостаточно.
Кстати, про концентрацию BMI: ранние публикации предлагали соотношение 1:3, но на практике для оксидных частиц лучше 1:5. Для сульфидов цинка – вообще отдельная история, там приходится добавлять пластификаторы, иначе слой получается хрупким.
На производственной площадке в Тяньфу пришлось перепроектировать систему вентиляции – пары BMI конденсировались в неожиданных местах. Технологи из немецких компаний советовали замкнутую циркуляцию, но мы адаптировали метод с азотной подушкой, дешевле и надежнее для нашего климата.
Заметил, что при масштабировании реакции критично контролировать не только температуру, но и скорость подачи BMI. Если лить слишком быстро, локальный перегрев приводит к образованию сферолитов – такие частицы уже не подходят для композитов.
Кстати, на сайте https://www.th-composite.ru мы как раз недавно обновили раздел по методам контроля – добавили данные по ИК-спектроскопии модифицированных поверхностей. Коллеги жаловались, что старые протоколы не всегда выявляли частичную полимеризацию.
В композитах для аэрокосмической отрасли модифицированные наночастицы дали прирост по ударной вязкости на 40%, но только при условии точной дозировки – отклонение в 2% уже сводит эффект к нулю. Кстати, это обнаружилось случайно, когда техник перепутал партии сырья.
Для электроизоляционных покрытий важно, чтобы неорганические наночастицы модифицированные bmi сохраняли диэлектрические свойства. С сульфидом кадмия не вышло – видимо, из-за образования π-комплексов, пришлось переходить на оксид алюминия.
Самое неочевидное применение нашли в текстильных композитах – модифицированный диоксид титана улучшил термостойкость тканей без изменения гибкости. Правда, пришлось разрабатывать специальные диспергаторы, стандартные Твины не работали.
Долгое время мы использовали ультразвуковую обработку для диспергирования после модификации – оказалось, это приводит к деградации BMI-слоя. Сейчас перешли на механическое перемешивание с точно рассчитанными сдвиговыми напряжениями.
Еще один провал – попытка использовать модифицированные частицы в УФ-отверждаемых композитах. BMI-слой экранировал излучение, степень отверждения падала на 70%. Пришлось полностью пересматривать фотоинициаторную систему.
Зато неожиданно сработала гибридизация с цеолитами – их пористая структура лучше удерживает BMI при термообработке. Это направление сейчас активно развиваем совместно с исследовательской группой из Новосибирска.
Сейчас тестируем модификацию BMI в сверхкритическом CO2 – предварительные данные показывают более равномерное покрытие, но экономика процесса пока под вопросом. Нужно считать, выдержит ли рынок удорожание на 15-20%.
Интересное направление – биосовместимые композиты с гидроксиапатитом. BMI здесь работает как связующее звено между неорганической фазой и полимерной матрицей. Правда, требуется дополнительная очистка от остаточных мономеров.
В ООО Сычуань Тайхэн Композитные Материалы уже запатентовали способ in situ модификации – когда синтез частиц и покрытие BMI идут в одном реакторе. Пока технология капризная, но для специальных применений уже используем.
Себестоимость модификации сильно зависит от чистоты BMI – китайские аналоги дешевле на 30%, но дают больше побочных продуктов. После нескольких неудачных партий вернулись к европейским поставщикам, хоть и дороже.
Рассчитывали использовать вторичные BMI из отходов производства, но стабильность параметров не выдерживала – разброс по молекулярной массе достигал 200%. Для пилотных проектов еще допустимо, для серии – нет.
Кстати, на производственной площадке в промышленном парке Тяньфу удалось снизить энергозатраты на 22% за счет рекуперации тепла от экзотермической реакции модификации. Окупаемость оборудования – около 14 месяцев.
