Полімерні композити на основі полікарбонату для виготовлення елементів систем перетворення сонячної енергії на теплову

Abstract

Сучасний розвиток промисловості неможливий без упровадження енергоощадних технологій, що базуються на використанні відновлювальних природних джерел енергії. У передових країнах усе бі- льшого поширення набувають вітрові, гідро- та сонячні електростанції, теплові генератори, сонячні колектори та ін. Одним із таких пристроїв є системи перетворення сонячної енергії на теплову. Вони достатньо дорогі та не мають необхідного рівня надійності й довговічності. Тому актуальним завдан- ням є зменшення їх собівартості та підвищення надійності та довговічності в роботі. Це завдання ви- конується за рахунок заміни матеріалів конструкційного й триботехнічного призначення основних елементів таких систем на розроблені полімерні композиційні матеріали (ПКМ). Як полімерна мат- риця для їх створення був вибраний полікарбонат. Для покращання технологічності при перероблен- ні на виріб його модифікували кремнійорганічним каучуком. Це привело до зменшення в’язкості роз- плаву та розширило інтервал температур перероблення. З метою покращання триботехнічних влас- тивостей отримані ПКМ наповнювали графітом, що привело до значного зменшення коефіцієнта тер- тя та інтенсивності лінійного зношування розроблених матеріалів порівняно з вихідним полімером. У результаті проведення роботи були отримані ПКМ із високим рівнем технологічності при перероб- ленні на виріб, триботехнічних та фізико-механічних властивостей, деталі з яких можна рекоменду- вати до впровадження в системи перетворення сонячної енергії на теплову, що дозволить зменшити собівартість і підвищити надійність та довговічність енергоощадного обладнання.

Современное развитие промышленности затруднено без внедрения энергосберегающих технологий, основанных на использовании возобновляемых природных источников энергии. В передовых странах все большее распространение получают ветровые, гидро- и солнечные электростанции, тепловые генераторы, солнечные коллекторы и т. д. Одним из таких устройств являются системы преобразования солнечной энергии в тепловую. Они достаточно дорогие и не обладают необходимым уровнем надежности и долговечности. Поэтому актуальной задачей является снизить их стоимость и повысить надежность и долговечность в работе. Эта задача выполняется за счет замены материалов конструкционного и триботехнического назначения основных элементов таких систем на разработанные полимерные композиционные материалы (ПКМ). В качестве полимерной матрицы для их создания был выбран поликарбонат. Для улучшения технологичности при переработке в изделие его модифицировали кремнийорганическим каучуком. Это привело к уменьшению вязкости расплава и расширило интервал температур переработки. С целью улучшения триботехнических свойств полученные ПКМ наполняли графитом, что привело к значительному уменьшению коэффициента трения и интенсивности линейного износа разработанных материалов в сравнении с исходным полимером. В результате проведения работы были получены ПКМ с высоким уровнем технологичности при переработке в изделия, триботехнических и физико-механических свойств, детали из которых, можно рекомендовать к внедрению в системы преобразования солнечной энергии в тепловую, что позволит уменьшить стоимость и повысить надежность и долговечность энергосберегающего оборудования.

Modern development of the industry is complicated without introduction of energy-saving technologies based on renewable natural energy sources. Solar and wind power plants, heat generators, solar collectors are wide spread in developed countries. One of it is device for transform solar into thermal energy. It is costly devices with low level of reliability and durability. Therefore actual tasks of this work are reduction cost of device for transform solar into thermal energy and increase it level of reliability and durability. These tasks are carried out by the way of substitution the main elements of device for transform solar into thermal energy by development polymeric compositional materials (PCM). As the polymer matrix is selected polycarbonate. This matrix is modified by silicon rubber and filled by graphite. The silicon rubber increase technological effectiveness by procedure of obtaining PCM. Graphite significantly increase tribotechnical properties of PCM in friction units with steel. Developed PCM can be recommended for application in main elements of device for transform solar into thermal energy, that lead to increasing of it level of reliability and durability.