Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка нанокаталитической технологии получения функциональных полимер-наноуглеродных композиционных материалов из биоспиртов

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
14.607.21.0046
Продолжительность работ
2014 - 2016, 28 мес.
Бюджетные средства
72,5 млн
Внебюджетные средства
36 млн

1. Разработка технологии переработки возобновляемого сырья (биоспиртов) в высокотехнологичную продукцию с использованием наноструктурированных каталитических систем, обеспечивающих при производстве эпоксисоединений [снижение количества отходов не менее чем в 20 раз и экономию энергозатрат на 30% и более; и/или повышение электрической прочности полимерных композиционных материалов не менее чем в 3 раза; и/или создание высокопрочных полимерных композиционных материалов с антистатическими и радиопоглощающими свойствами, в том числе с повышенной более чем в 3 раза устойчивостью к солнечной радиации] .
2. Моделирование и макетирование основных технических решений по разрабатываемым продуктам и технологиям, проведение экспериментальных работ и исследовательских испытаний.

Этапы проекта

1
25.08.2014 - 31.12.2014
Выполнен аналитический обзор научно-технической, нормативной, методической и патентной литературы. Проведены патентные исследования. Разработана эскизная конструкторская документация (ЭКД) на изготовление лабораторного стенда ЛСП. Изготовлены блоки к лабораторным стендам ЛСБЭ, ЛСП, ЛСМУНТ для получения экспериментальных образцов и исследования их свойств. Комплектация и изготовление лабораторных стендов будет завершена на этапе 2 ПНИ. Для метода in situ полимеризации этилена на катализаторе, предварительно закрепленном на МУНТ, разработаны способы нанесения компонентов катализатора на поверхность МУНТ и найдены оптимальные условия подготовки поверхности МУНТ и нанесения активного компонента для достижения высокой активности такой системы в полимеризации этилена. Разработанаметодика оценки комплексного воздействия основных эксплуатационных факторов на старение полимерных нанокомпозиционных материалов. Разработаны программы и методики экспериментальных исследований на лабораторных стендах методов получения из биоэтанола биоэтилена, МУНТ, СВМПЭ и ПЭ, концентратов МУНТ/ПЭ и МУНТ/СВМПЭ. Из этилена ГОСТ 25070-87 наработано 3 экспериментальных образца МУНТ массой 300 г каждый, со средним диаметром частиц 7,8 нм, 10 нм и 18 нм. Опубликованы 2 научные статьи в журнале Physica Status Solidi B, индексируемом в БД Scopus и WoS. За счет внебюджетных средств проведена комплектация оборудованием и создана необходимая инфраструктура технологической установки получения наноструктурированных композиционных материалов на основе углеродных нанотрубок в полимерной матрице.
Развернуть
2
01.01.2015 - 30.06.2015
Наработка экспериментальных образцов НКС-Б и НКС-М.
  Разработка методики введения МУНТ в полимерную матрицу в органических растворителях для получения ПНКМ с высокой однородностью распределения нанотрубок по объему полимерной матрицы
  Исследование влияния примесей в биоэтилене на условия получения ПЭ, СВМПЭ, МУНТ.
Определение требований к показателям качества биоэтилена для получения ПЭ, СВМПЭ, МУНТ.
  Разработка методики испытания полимерных композитов на ускоренное старение.
  Разработка математической модели каталитического процесса получения биоэтилена в трубчатом реакторе ЛСБЭ и уточнение кинетических, теплофизических и гидродинамических параметров и констант.
Разработка математической модели каталитического процесса синтеза МУНТ в реакторе с псевдоожиженным слоем ЛСМУНТ и уточнение кинетических, теплофизических и гидродинамических параметров и констант.
  Изготовление блоков БДиР, БРТ для ЛСБЭ и создание стенда ЛСБЭ.
  Изготовление блоков БРГ, БКП для ЛСП и создание стенда ЛСП.
  Изготовление блоков БР, БЗ для ЛСМУНТ ЛСБЭ и создание стенда ЛСМУНТ.
Развернуть
3
01.07.2015 - 31.12.2015
Наработаны экспериментальные образцы нанокаталитической системы для получения биоэтилена из биоэтанола и нанокаталитической системы для получения многослойных углеродных нанотрубок . Разработаны методика введения МУНТ в полимерную матрицу в органических растворителях и методика испытания полимерных композитов на ускоренное электрохимическое и термическое старение; математические модели процессов синтеза биоэтилена и многослойных углеродных нанотрубок в реакторах лабораторных стендов. Созданы и/или модернизированы лабораторные экспериментальние стенды для получения биоэтилена из биоэтанола, для синтеза образцов полимерных материалов, для получения многослойных углеродных нанотрубок из биоэтилена, и исследования их свойств. Наработаны и испытаны экспериментальные образцы полимерных композиционных материалов; разработаны рецептуры композиционных материалов на основе электроизолирующих и высокостойких полимер-наноуглеродных композиционных материалов. Введена в эксплуатацию установка получения наноструктурированных композиционных материалов; отработаны технологические режимы и стадии их получения.
Развернуть
4
01.01.2016 - 30.06.2016
Наработаны и испытаны 8 экспериментальных образцов электроизолирующих полимер-наноуглеродных композиционных материалов (ПНКМ) и высокостойких ПНКМ.
Развернуть
5
01.07.2016 - 31.12.2016
Проведено математическое моделирование режимов дегидратации этанола на лабораторном стенде для получения биоэтилена из биоэтанола и исследования свойств продукта (ЛСБЭ) и режимов синтеза многослойных углеродных нанотрубок (МУНТ)на лабораторном стенде для получения МУНТ из биоэтилена и исследования их свойств (ЛСМУНТ). Наработаны и испытаны экспериментальные образцы электроизолирующих и высокостойких полимеров-наноуглеродного композиционного материала (ПНКМ). Уточнены режимы приготовления концентратов МУНТ/ПЭ и МУНТ/СВМПЭ. Разработаны лабораторные регламенты на получение биоэтилена, полиэтилена ПЭ и сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ), МУНТ концентратов МУНТ/ПЭ и МУНТ/СВМПЭ, электроизолирующего и высокостойкого ПНКМ. Проведена оценка эффективности полученных результатов, а также полноты решения задачи и достижения поставленных целей ПНИ. Показано, что: 1) результаты соответствуют либо превышают научно-технический уровень зарубежных аналогов полимерных композитов и аналогов по производству биоэтилена из биоэтанола, 2) все цели, предусмотренные ТЗ, достигнуты, а результаты соответствуют запланированным качественным и количественным показателям. Разработан проект технического задания на проведение ОТР."
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы"

Программное мероприятие

1.3 Проведение прикладных научных исследований и разработок, направленных на создание продукции и технологий
Продолжительность работ
2010 - 2011, 12 мес.
Бюджетные средства
0,55 млн
Организация
МГТУ им. Н.Э.Баумана
профинансировано
Тема
Разработка нанокаталитической технологии получения функциональных материалов, в том числе полимеров, из биоспиртов.
Продолжительность работ
2014 - 2016, 28 мес.
Бюджетные средства
150 млн
Количество заявок
3
Тема
Разработка и верификация новых производственных технологий получения материалов (металлических, керамических, полимерных и/или композиционных) различного функционального назначения и изделий из них бионического дизайна на основе многоуровневых моделей формирования их служебных свойств
Продолжительность работ
2017 - 2019, 26 мес.
Бюджетные средства
130 млн
Количество заявок
0
Тема
Разработка технологии и комплекса универсального модульного оборудования для переработки металлосодержащих отходов с выделением товарных металлов.
Продолжительность работ
2007 - 2009, 27 мес.
Бюджетные средства
150 млн
Количество заявок
5
Тема
Наноструктурированные функциональные полимерные и композиционные материалы для использования в стоматологии и медицине.
Продолжительность работ
2008, 2 мес.
Бюджетные средства
2,5 млн
Количество заявок
3
Тема
Создание способов переработки балластной фракции твердых коммунальных отходов с получением композиционных строительных материалов
Продолжительность работ
2007 - 2008, 18 мес.
Бюджетные средства
20 млн
Количество заявок
5