По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 691.175.5 DOI:10.33920/pro-05-2402-02

Инновационные методы сушки композитных материалов в вакууме

Иващенко Д.Н. соучредитель, ООО «Фалькон», e-mail: touric@yandex.ru

В данной работе исследованы инновационные методы сушки композитных материалов в вакууме, обеспечивающие улучшенное сохранение физико-механических свойств, сокращение времени обработки и снижение энергетических затрат. Проведен обзор современных технологий сушки композитов и выявлены преимущества вакуумного метода. Представлена методология экспериментального исследования эффективности вакуумной сушки с использованием образцов композитных материалов, анализа их свойств до и после обработки. Полученные результаты показали значительное улучшение прочностных характеристик и сокращение времени сушки на 30% по сравнению с традиционными методами. Также отмечено снижение энергопотребления на 25%. Статистический анализ подтвердил значимость различий в результатах обработки разными методами. Обсуждены преимущества вакуумной сушки, связанные с более равномерным удалением влаги и предотвращением термических повреждений композитов. Сделаны выводы о перспективах применения разработанных методов в промышленном производстве для повышения качества и снижения затрат.

Литература:

1. Кербер М.Л. Полимерные композиционные материалы: Структура. Свойства. Технологии. — Москва: Профессия, 2011. — 500 с.

2. Артемьева Н.А., Малыгин А.А., Попков К.К., Белоногова Н.А., Бирман А.Р., Куницкая О.А., Пономарев Д.А. Древесная компонента биологической защиты ядерных энергетических установок // Научное обозрение. — 2012. — № 5. — С. 369–377.

3. Базаров С.М., Куницкая О.А. К проблеме производства материалов с новыми физико-химическими свойствами на основе заполнения древесины компонентами // Материалы II Международной научно-практической интернет-конференции «Леса России в XXI веке». — СПб.: СПбГЛТА, 2009. — С. 152–155.

4. Куницкая О.А. Выбор наполнителя для создания конструкционных материалов на основе отходов окорки // Материалы международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы лесного комплекса». — Вологда: ВоГТУ, 2011. — С. 72–75.

5. Куницкая О.А., Григорьев И.В. Новые материалы из низкотоварной древесины и изделия из них // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. Сборник научных трудов по материалам международной заочной научно-практической конференции. — Воронеж.: ВГЛТА, 2014. — Т. 2. — С. 22–26.

6. Куницкая О.А. Материаловедческие и технологические аспекты производства новых конструкционных и защитных материалов на основе древесины путем ее пропитки жидкостями с различными физикохимическими и биологическими свойствами // Деп. ВИНИТИ 290.04.11. — № 202-В2011, 2011. — 35 с.

7. Куницкая О.А. Обоснование направлений диверсификации обработки низкотоварной древесины на комплексных лесопромышленных предприятиях с использованием инновационных технологий. — СПб.: СПбГЛТУ, 2015. — 250 с.

8. Куницкая О.А. Моделирование различных способов пропитки древесины полимерами // Вестник Московского государственного университета леса. Лесной вестник. — 2011. — № 3. — С. 131–135.

9. Куницкая О.А., Шапиро В.Я., Бурмистрова С.С., Григорьев И.В., Земцовский А.Е. Обоснование исходных требований математической модели обезвоживания древесины в процессе прессования и сушки // ИВУЗ «Лесной журнал». — 2012. — № 1. — С. 70–79.

10. Куницкая О.А., Шапиро В.Я., Бурмистрова С.С., Григорьев И.В. Математическая модель процессов прессования и обезвоживания пропитанных древесных материалов // Научное обозрение. — 2012. — № 5. — С. 102–114.

11. Куницкая О.А., Шапиро В.Я., Бурмистрова С.С., Григорьев И.В. Определение оптимальных параметров процесса прессования и обезвоживания пропитанных древесных материалов // Вестник Московского государственного университета леса. Лесной вестник. — 2012. — № 4. — С. 110–115.

12. Куницкая О.А., Базаров С.М., Григорьев И.В., Бурмистрова С.С., Есин Г.Ю. Новые конструкции и математические модели расчета установок для пропитки древесины в пьезопериодическом поле // Научное обозрение. — 2012. — № 4. — С. 128–136.

14. I.V. Grigorev, G.V. Grigorev, A.I. Nikiforova, O.A. Kunitckaia, I.N. Dmitrieva, E.G. Khitrov, Zoltán Pásztory. Experimental Study of Impregnation Birch and Aspen Samples // Bioresources, 2014. № 4, P. 7018–7026.

15. Куницкая О.А., Бурмистрова С.С. Анализ предпосылок разработки математической модели прессования с одновременной сушкой предварительно пропитанной древесины в заданном температурном поле / Актуальные проблемы развития лесного комплекса: материалы международной научно-технической конференции. — Вологда.: ВоГТУ, 2012. — С. 102–105.

16. Куницкая О.А., Григорьев И.В. Оптимизация процесса модифицирования древесины // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. Сборник научных трудов по материалам международной заочной научно-практической конференции. — Воронеж.: ВГЛТА, 2014. — Т. 2. — С. 375–378.

17. Михайлин Ю.А. Специальные полимерные композиционные материалы. — Москва: НОТ, 2009. — 488 с.

18. Назипова Ф.В., Кайнов П.А. Энергоэффективная установка для сушки и термовлажностной обработки измельченной древесины. В сборнике: Новые технологии в лесной промышленности. — Москва: Лесная промышленность, 2014. — С. 142–149.

19. Хамидуллина Д.А., Кондрашева С. Г., Лашков В.А. Разработка рациональной конструкции сушилки на основе анализа современных технологий сушки. В сборнике: Инновации в машиностроении. — Казань: Казанский государственный технический университет, 2011. — С. 88–94.

20. Воробьёв А.М., Кормилицин Г.С., Дмитриев В.М. Рекомендации по аппаратурному оформлению процесса сушки гранулированных полимерных материалов // Химическая промышленность сегодня. — 2012. — № 5. — С. 30–35.

21. Дубров В.В., Самощенко И.Г., Тоискин Г.Н., Флек М.Б., Шевцов С.Н. Моделирование процесса полимеризации толстостенной композитной конструкции // Вестник машиностроения. — 2010. — № 4. — С. 45–49.

В современной промышленности и научных исследованиях композитные материалы занимают важное место благодаря своим уникальным характеристикам, таким как высокая прочность, легкость и долговечность. Однако для достижения и сохранения этих свойств критически важным является контроль качества на всех этапах производства, в том числе при сушке. Традиционные методы сушки часто не позволяют достичь оптимального соотношения между эффективностью и сохранением свойств материала, особенно когда речь идет о высокотехнологичных и чувствительных к температуре композитах. В этом контексте вакуумная сушка представляет собой перспективное направление, обещающее улучшение качества и снижение энергопотребления за счет более мягких условий обработки и уменьшения времени сушки.

Композитные материалы, в том числе на основе модифицированной древесины, находят широкое применение в современной промышленности и научных исследованиях благодаря уникальному сочетанию высокой прочности, легкости и долговечности. Однако для реализации этого потенциала критически важен строгий контроль качества на всех этапах производственного цикла, включая сушку [1–7]. Традиционные методы сушки зачастую не позволяют достичь оптимального баланса между эффективностью процесса и сохранением свойств материалов, особенно когда речь идет о высокотехнологичных и термочувствительных композитах.

Целью работы является исследование и разработка новых методов вакуумной сушки композитных материалов, обеспечивающих улучшенное сохранение физико-механических свойств, сокращение времени обработки и снижение энергетических затрат.

Задачи исследования. В рамках исследования будут оценены технические и экономические аспекты предложенных методов, а также их влияние на качество и долговечность композитных изделий. В этом контексте вакуумная сушка представляется перспективным направлением, способным обеспечить улучшение качества продукции и снижение энергопотребления за счет более мягких условий обработки и уменьшения времени цикла сушки.

Для Цитирования:
Иващенко Д.Н., Инновационные методы сушки композитных материалов в вакууме. Безопасность и охрана труда в лесозаготовительном и деревообрабатывающем производствах. 2024;2.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: