Российские ученые сделали пластиковые окна теплее и экологичнее
Современные ПВХ-профили для пластиковых окон укрепляются стальным сердечником, а значит, их термоизоляция оставляет желать лучшего. Чтобы ее повысить, в России разработали новый материал: благодаря прочным композитным полимерным трубкам дома станет теплее.
Полимеры делятся на термореактивные и термопластичные. Первые принимают форму один раз и навсегда, а вторые можно повторно расплавить и отвердить. Делать оконные профили целесообразнее из термопластичных материалов: детали из них легко подвергаются сварке и переработке, при производстве нет вредных выбросов летучих органических соединений, а сырье имеет почти неограниченный срок годности.
Вот почему в Центре технологий материалов Сколтеха предлагают заменить стальные оконные профили на полые термопластичные полимерные трубки — прочные композитные изделия, укрепленные стекловолокном методом пултрузии. Для их изготовления ленты из насыщенного полипропиленом стекловолокна протягивают через аппарат, где они нагреваются и соединяются в длинную деталь в виде доски, стержня или трубы.
Чтобы научить производителей делать окна без дефектов и экономить электричество, ученые провели исследование альтернативных армирующих элементов, описав тонкости процесса передачи тепла при пултрузии.
Производство пластиковых окон
Фото: © Wirestock Creators / Shutterstock / FOTODOM
«В фильере ленты нагреваются снизу и сверху. Раньше было неизвестно, как именно температура распределяется по сечению профиля, а это важно, потому что если какая-то его часть нагреется недостаточно, то изделие будет бракованным. В то же время интересно, как нагреть профиль достаточно, но не слишком сильно. Ведь если всегда перестраховываться в плане температуры, производитель будет нести избыточные расходы на электроэнергию», — пояснил один из авторов исследования аспирант Центра технологий материалов Сколтеха Кирилл Минченков.
Ученые измерили, как при изготовлении меняется температура в центре изделия, а также рассчитали, насколько прогревается деталь в целом. Потом с помощью оптического микроскопа исследовали механические характеристики материала и пришли к выводу, что его можно производить при относительно небольшой температуре.
Научные работы над композитами из полипропилена с армированием из стекловолокна дали старт другим исследованиям. Сейчас ученые экспериментируют с базальтовым углеволокном и другими термопластичными полимерами — полиамидом и полифениленсульфидом.
