facebook
twitter
vk
instagram
linkedin
google+
tumblr
akademia
youtube
skype
mendeley
Global international scientific
analytical project
GISAP
GISAP logotip
Перевод страницы
 

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОИЗВОДСТВА ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ НЕТКАНЫХ МАТЕРИАЛОВ

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОИЗВОДСТВА ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ НЕТКАНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Michail Treschalin, проректор, доктор технических наук, профессор

Московский институт государственного и корпоративного управления, Россия

Трещалин Юрий Михайлович, инженер

Московский государственный технологический университет Станкин, Россия

Участник первенства: Национальное первенство по научной аналитике - "Россия";

Открытое Европейско-Азиатское первенство по научной аналитике;

УДК 539.3:621.002.3

В статье даны результаты сравнительного анализазатрат на изготовление изделий из новыхполимерных композитов на основе нетканых полотен и материалов, применяемых в настоящее время в промышленности и строительстве.

Ключевые слова:композит, нетканая основа, себестоимость, панели, трубы.

The article presents the results of a comparative analysis of the cost of manufacturing of products from new polymer-based composites nonwoven fabrics and materials currently used in industry and construction.

Keywords: composite, non-woven base, cost, panels, pipes.

 

Изготовление полимерных композиционных материалов (ПКМ) с заданными свойствами предполагает выбор армирующего волокнистого наполнителя, который определяется не только требуемыми техническими параметрами изделия (формой, размерами и заданными физико-механическими свойствами), но и стоимостными показателями. Поэтому нетканые полотна, в силу высокой прочности и сравнительно низкой себестоимости, являются одним из наиболее экономически целесообразных видов армирующих материалов для большой номенклатуры изделий из ПКМ, которые, учитывая природу армирующих волокон и связующего, точнее называть полимер-полимерными композиционными материалами (ППКМ).

Из широкой номенклатуры нетканых материалов, вырабатываемых отечественными предприятиями, в качестве армирующих наполнителей ПКМ в данной работе были выбраны следующие виды полотен: иглопробивные термоскрепленные из непрерывных полипропиленовых нитей и изготовленные фильерным способом (материалы спанбонд) производства ООО «Сибур-Геотекстиль» и ОАО «Ортон», иглопробивные из штапельных полиэфирных и полипропиленовых волокон (ОАО «Комитекс») и некоторые другие материалы. С учетом полимерной природы армирующих волокон был выбран второй компонент ППКМ – ненасыщенное олигоэфирное связующее холодного отверждения, чтобы температура формования изделий гарантированно не превышало теплостойкость полимерных волокон.

В дальнейшем были подобраны методы совмещения компонентов ППКМ и формования опытных образцов изделий из них в виде плит и трубок и определены их основные физико-механические свойства. В результате проведенных экспериментальных исследований образцов ППКМ было установлено следующее:

- применение нетканой основы из полимерных волокон позволяет значительно увеличить упруго-прочностные свойства ППКМ по сравнению с полимерной матрицей (прочность на растяжение – на 140–520 % и прочность на изгиб – на 120–860 % в зависимости от типа нетканого материала и содержания армирующих волокон);

- равновесное водопоглощение образцов исследованных композитов составило менее 1 %, что позволяет использовать изделия из них во влагонасыщенных средах;

- упруго-прочностные свойства новых ППКМ в широких пределах регулируются путем изменения объемного содержания армирующих волокон и возрастают, как и следовало ожидать, с увеличением содержания волокна (например, при увеличении давления формования);

- для производства ППКМ наиболее целесообразно с технико-экономической точки зрения применять нетканые полотна, имеющие исходную пористость на уровне 75–85 %, выработанные из полипропиленовых или полиэфирных мононитей фильерным способом (спанбонд).

С практической точки зрения перспективным представляется использование новых ППКМ в строительстве, промышленности, жилищно-коммунальной сфере и бытовом хозяйстве, в том числе в виде облицовочных панелей для наружного применения. Так, сравнительный анализ показал, что стоимость таких панелей (от 55 до 92 руб./м2 – в зависимости от цены компонентов связующего, поверхностной плотности и волокнистого состава нетканых полотен, а также от их конкретного производителя) оказалась в 2–10 раз ниже, чем у альтернативных листовых материалов (древесностружечных, гипсоволокнистых,цементностружечных,фиброцементных). Наиболее близким по цене к ППКМ на нетканой основе является гипсокартонный лист. При этом важным их техническим преимуществом является низкое влагопоглощение.

Это же свойство является достоинством новых ППКМ и при производстве из них различного рода трубчатых изделий – водопроводных труб технического назначения, например, дренажных, или опор, применяемых при строительстве зданий и сооружений, креплении осветительной арматуры на улицах населенных пунктов и т.п.

Для определения экономической целесообразности использования разработанных композитов при создании трубчатых изделий произведены расчеты затрат, в результате которых установлено, что цена наиболее дорогостоящего образца, длина которого 0,205 м, внутренний диаметр 0,25 м и толщина стенки 0,003 м, составляет 12,55 руб. При длине такой трубы 1 м, затраты составят 12,55·5 = 62,75 руб. В качестве сравнения: 1 метр медной трубы, диаметром 22 мм и толщиной стенки 1 мм стоит около 300 руб, а  полипропиленовой,  такого же диаметра - около 80 - 90 руб. Таким образом, проведенные расчеты показывают экономическую эффективность от внедрения труб из композитов на нетканой основе для технических нужд. Они на 30 % дешевле аналогичных полипропиленовых изделий, а по отношению к металлическим трубам затраты на разработанные материалы ниже в 3 – 5 раз.

Помимо трубок постоянного поперечного сечения представляет интерес производство многосекционных опор. В качестве примера рассмотрен вариантопоры, высотой 8 м. При этом каждая секция, представляющая собой полый усеченный конус с наибольшим диаметром Dmи наименьшим диаметром Db, имеет длинуL= 2 м. Расчет затрат на производство четырехсекционнойвосьмиметровой опоры из разработанных композитов, представлен в табл. 1.

Таблица 1.

Затраты на изготовление четырехсекционнойвосьмиметровой опоры.

Секционная опора

Секция №1

Секция №2

Секция №3

Секция №4

Db, мм

150

190

228

266

Dm, мм

200

240

278

316

Ориентировочный расход связующего, кг

5,6

5,8

6

6,2

Ориентировочный цена секции, руб

760

770

780

790

Ориентировочный цена 4-секционной 8-ми метровой опоры, руб

3100-3500

Ориентировочная масса 4-секционной 8-ми метровой опоры, кг

23-25


Сопоставление результатов расчета проводится с характеристиками опор (столбами освещения), устанавливаемых в Москве и Московской области. Без учета деревянных опор в связи с их не долговечностью, предлагаемый вариант четырехсекционной конструкции из композиционного материала выгоднее по цене (в 1,5-2,5 раза дешевле), массе, условиям транспортирования и трудозатратам по отношению к железобетонным.   

С целью определения возможности реализации и материалоемкости изделия, была выполнена модель-прототип четырехсекционнойопоры (рис. 1). Характеристики компонентов и затраты на изготовление модели даны в табл. 2-4.

Рис. 1. Модель четырехсекционной опоры в разобранном состоянии (а) и в сборе (б)

Таблица 2.

Характеристики одного куска нетканой основы для изготовления модели одной секции

Длина, мм

Ширина, мм

Масса, г

Площадь, м2

Поверхност-ная плотность, г/м2

Цена за 1 м2 материала руб/м2 (с учетом НДС)

Максимальная цена израсходованного материала из расчета 13 руб/м2 (с учетом НДС), руб

500

415

8,575

0,2075

41,3253012

7,5-13

2,70

Таблица 3.

Характеристики компонентов связующего для изготовления модели одной секции

Расход смолы (POLYLITE 516-М855) G, г

Расход катализатора № 11 из расчета

0,02? G, г

Расход акселератора  9802 из расчета

0,03? G, г

Цена израсходованных компонентов связующего, руб

Общая цена связующего, руб

смолы

катализатора

акселератора

133,62

2,6724

4,01

18,12

0,87

1,32

20,32

Таблица 4.

Характеристики и затраты на производство модели опоры после финишной обработки

Наименование изделия

Длина, мм

Масса, г.

Диаметр основания, мм

Диаметр вершины, мм

Толщина стенки, мм

Стоимость материалов, руб

внешн.

внутр

внешн.

внутр

Секция

380,9

117,9

44,1

39,9

31,5

27,25

2,1

22,4

Готовая опора

1225

471,6

44,1

39,9

31,5

27,25

2,1

89,6


Таким образом, расходы на производство модели не превысили 100 руб. при высоте в сборе 1,225 м. Следовательно, реальная себестоимость 8-метровой опоры будет составлять не более 3500 руб при массе 23-25 кг.

Учитывая невысокую себестоимость нетканых материалов (относительно тканей, трикотажа и плетеных изделий) и наличие необходимых прочностных свойств, применение нетканой основы для создания композиционных материалов весьма эффективно, особенно применительно к нуждам промышленности и строительства.

0
Ваша оценка: Нет Средняя: 6.8 (6 голосов)
Комментарии: 5

Shildebayeva Lyazzat

Уникальна сама идея использования новых ППКМ с повышенной прочностью в производстве панельных покрытий со снижением себестоимости в несколько раз.

Лежнюк Петр Демьянович

Статья интересная, потому что посвящена актуальной теме и в ней освещены важные вопросы. Она способствует производству и использованию материалов с хорошими характеристиками во многих отраслях, в том числе в энергетике. Проф. Лежнюк П.Д.

Елесин Михаил Анатольевич

Серьзная полная экспериментальная работа с экономическим анализом.

Выходец Александр Михайлович

Серьзная экспериментальная работа, выполненная с привлечением экономического анализа. Видно. что авторы хорошщо ориентируются в технологии солвременных композитных материалов. Результаты работы дают практикам новые возможности в ориентации при выборе технологии. Статю следовало бы больше нас ытить г7рафиками на основе которых и дать расширенные выводы.

рахимбеков сармантай мадиевич

Сопоставительный анализ затрат в пользу нетканых полотен и материалов дан развернутый и убедительный. Если бы еще был дан анализ нужд потребителей данной продукции, получилось бы законченное экономическое обоснование. Но в предложенных рамках, статья весьма интересна. С.М.Рахимбеков
Комментарии: 5

Shildebayeva Lyazzat

Уникальна сама идея использования новых ППКМ с повышенной прочностью в производстве панельных покрытий со снижением себестоимости в несколько раз.

Лежнюк Петр Демьянович

Статья интересная, потому что посвящена актуальной теме и в ней освещены важные вопросы. Она способствует производству и использованию материалов с хорошими характеристиками во многих отраслях, в том числе в энергетике. Проф. Лежнюк П.Д.

Елесин Михаил Анатольевич

Серьзная полная экспериментальная работа с экономическим анализом.

Выходец Александр Михайлович

Серьзная экспериментальная работа, выполненная с привлечением экономического анализа. Видно. что авторы хорошщо ориентируются в технологии солвременных композитных материалов. Результаты работы дают практикам новые возможности в ориентации при выборе технологии. Статю следовало бы больше нас ытить г7рафиками на основе которых и дать расширенные выводы.

рахимбеков сармантай мадиевич

Сопоставительный анализ затрат в пользу нетканых полотен и материалов дан развернутый и убедительный. Если бы еще был дан анализ нужд потребителей данной продукции, получилось бы законченное экономическое обоснование. Но в предложенных рамках, статья весьма интересна. С.М.Рахимбеков
Партнеры
 
 
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
Would you like to know all the news about GISAP project and be up to date of all news from GISAP? Register for free news right now and you will be receiving them on your e-mail right away as soon as they are published on GISAP portal.