Архитектор и пластмассы

Пластмассы представляют собой искусственные материалы, которые в природе не существуют. Они являются органическими соединениями, т. е. в основе их лежит углерод (хотя существует все увеличивающееся число исключений из этого правила). Это высшие полимеры, громадные молекулы которых состоят из малых простых повторяющихся элементов, соединенных в большие группы. Как явствует из названия, пластмассы бывают пластичными на какой-то стадии их производства, и на этой стадии их можно формовать посредством различных методов¹.

¹ В современной специальной литературе пластмассами (пластическими массами) называют материалы, содержащие полимеры (химические соединения с высокой молекулярной массой, молекулы которых состоят из большого числа повторяющихся группировок), которые в период формования изделий находятся в вязкотекучем или высокоэластичном состоянии, в процессе эксплуатации— в стеклообразном или кристаллическом состоянии. См.: Энциклопедия полимеров, т. 1—2, М., 1972—1974 (прим. науч, ред )

Атом углерода — основа огромного большинства полимерных материалов. Графически его можно представить в виде шара с четырьмя равномерно расположенными валентностями или связями, к которым могут подсоединяться другие атомы. Например, атом водорода одновалентен, поэтому к одному атому углерода можно подсоединить четыре атома водорода. В результате получается метан. Или же два атома кислорода, каждый с двумя связями, могут соединиться с одним атомом углерода, в результате чего получается двуокись углерода.

Следующая вариация: один атом углерода соединяется с другим атомом углерода. Если связь двойная, то к оставшимся связям подсоединяются атомы водорода: так получается этилен. Если связь между двумя атомами углерода тройная, то образуется ацетилен.

Соединения с такими множественными связями называются ненасыщенными; это означает, что при определенных обстоятельствах валентности могут отделиться и присоединиться к другим веществам — или к другим молекулам такого же типа.

Например, мономеры этилена, упомянутые выше, могут соединяться в цепь, образуя материал, который известен как полиэтилен. (Название полиэтилен часто заменяют сокращенным названием политен.)

Длинная цепь мономеров (простейшая группа атомов, из которых состоит цепь) называется полимером, очень длинная цепь называется высшим полимером.

Свободные связи на конце цепи могут быть закрыты отдельными атомами или группами атомов или же конец цепи может соединяться с ее началом.

Такой материал, как полиэтилен, состоит из большого количества таких цепей, которые чрезвычайно прочны внутри, но очень слабо связаны между собой.

Это означает, что цепи могут скользить и скользят относительно друг друга, и когда это случается, материал изменяет свою форму. Например, если образец полиэтилена нагрузить, цепи могут сдвинуться относительно друг друга, а если груз убрать, они могут и не вернуться в первоначальное положение. Это явление известно под названием ползучести.

Если материал нагреть, он начнет размягчаться и в конце концов потечет. Тогда ему можно придать любую форму. Это происходит в результате ослабления связей между цепями, которые легко могут двигаться относительно друг друга: совсем как нагретые консервированные спагетти. Такой материал принадлежит к группе термопластов, материалов, которые под воздействием тепла размягчаются, а после охлаждения затвердевают в некоторых случаях до точки хрупкости; эти материалы можно неоднократно размягчать и возвращать в твердое состояние с помощью нагревания и последующего охлаждения.

Термопластичные материалы, например полистирол, поливинилхлорид (ПВХ), полиамид (нейлон), полипропилен, полиметилметакрилат (акриловые) и многие другие, можно сравнительно легко регенерировать и повторно использовать благодаря их способности к неоднократному размягчению и затвердеванию. Это свойство нельзя отнести к другой группе —термореактивным пластмассам.

Исходя из молекулярной структуры, в некоторых случаях молекулы (или мономеры) могут соединяться с другими молекулами не только в виде цепи, но и сетеобразно. (Для более наглядного объяснения объемные химические структуры представлены здесь в плоскостном изображении.)

Эта сеть образована за счет очень сильных связей между цепями, которые препятствуют скольжению цепей относительно друг друга и формируют материал, остающийся жестким при любых температурах (за исключением температур его распада) и, следовательно, не подверженный ползучести. В таких материалах молекулы очень близко расположены друг к другу, и даже растворитель не может проникнуть между цепями и вызвать рассеивание. Поэтому материалы эти в основном нерастворимы.

Материалы с поперечной связью принадлежат к группе термореактивных пластмасс. В начальной стадии они термопластичны, но в результате химической реакции (часто, но не всегда тепловой) возникают поперечные связи, которые образуют твердый материал, не поддающийся повторному размягчению.

Наиболее известные термопласты

1. Полиэтилен низкой плотности — материал, стойкий к воздействию воды и многих агрессивных химических веществ. Максимально допустимая температура эксплуатации +70° С. Он обычно бесцветен и полупрозрачен, но при введении пигментов можно получить материал различных цветов. Полиэтилен формуется, как правило, посредством экструзии или литья под давлением, а в виде пресс-порошков методом центробежного литья и конверсии может перерабатываться в легкий пенопласт.

2. Полиэтилен высокой плотности является кристаллической формой полиэтилена, который в три или четыре раза прочнее и тверже, точка размягчения на 40° С выше, и обладает большей прозрачностью. Методы переработки те же, что и у полиэтилена низкой плотности.

3. Полиэтилен с высокой молекулярной массой состоит из очень длинных цепей. Молекулярная масса достигает 4 млн. Его вязкость, прочность на истирание, ударная прочность делают его пригодным для использования при высоких нагрузках. Он легок и обладает отличной химической стойкостью.

4. Полипропилен, так же как полиэтилен, принадлежит к семейству полиолефинов. Это одна из самых легких пластмасс с плотностью 0,9 г/см³. Поверхность тверже, чем у полиэтилена высокой плотности, но очень гладкая и вощеная на ощупь. Температура его размягчения на 30° С выше, чем у полиэтилена высокой плотности, но затвердевает он при температуре, которая значительно ниже соответствующей температуры полиэтилена. Обрабатывается полипропилен теми же способами, что и полиэтилен широко применяется литье под давлением.

5 Поливинилхлорид или ПВХ, возможно, самый многосторонним и самый дешевый из полимерных материалов. Его жестокость в границах — от эластичности резины до значительной твердости — зависит от количества добавляемого пластификатора (Пластификатор — вещество, которое может быть добавлено ко многим термопластичным материалам и которое действует как смазка между молекулярными цепями.)

Жесткий ПВХ применяется для изготовления санитарно-технических, водосточных труб и желобов, а также для навесных панелей. В пластифицированной форме он применяется для изготовления материалов для покрытия полов, отделки стен и т. д. Он прозрачен и может быть любого цвета.

В наши дни есть возможность получить из ПВХ изделие, часть которого может быть пластичной. Из жесткой разновидности этого материала производят за одну операцию оконные блоки с гибкой уплотняющей планкой.

Все разновидности ПВХ не поддерживают горения, но при нагревании имеют тенденцию к распаду. ПВХ размягчается при температуре около +75° С.

Соединения ПВХ специально предназначены для целого ряда применений и могут перерабатываться методами экструзии, пневмоформования (в особенности при производстве бутылок), вакуум-формования, литья под давлением, каландрирования, а в пастообразной форме методом нанесения на ткань (применяемую для пневматических и тентовых конструкций) и методом центробежного литья. Материалы на основе ПВХ находят применение во вспененном виде (пенопласты) как жесткие, так и эластичные. Поливинилхлорид с последующим хлорированием обладает повышенной теплостойкостью и может быть использован для производства труб для горячего водоснабжения.

6. Полистирол — твердый хрупкий материал, который отличается характерным звуком, если по нему постучать. Он кристально прозрачен и имеет широкую гамму цветов. Разработаны различные модификации материала, которые могут быть вязкими, средней ударной прочности и высокой ударной прочности.

У полистирола сравнительно низкая точка размягчения, по этому он очень широко применяется для литья под давлением, а также для экструзии, пневмоформования и вакуум-формования. При растяжении он образует вязкую пленку, которую применяют для упаковочных целей; из гранулированного полистирола изготовляют теплоизоляционные плиты, а методом экструзии — ячеистый пенополистирол.

7. Акриловые пластмассы. Наиболее известным из этой семьи полимеров является полиметилметакрилат¹. Прозрачный, как стекло, окрашиваемый в различные цвета, он широко используется для устройства кровельных фонарей, световой рекламы, вывесок и осветительной арматуры. Материал чрезвычайно вязок и прозрачен, его светопропускаемость выше, чем у стекла, он обладает высокой погодостойкостью; размягчается при температуре свыше 80° С, но обладает низкой огнестойкостью.

¹ Нашим архитекторам этот материал известен как органическое стекло (прим. науч. ред.).

Методы обработки полиметилметакрилата включают литье под давлением, экструзию и особенно вакуум-формование и пневмоформование из листового материала.

8. Полиамид или нейлон более известен в форме волокна. Нейлон является вязким материалом с хорошей износостойкостью и низким коэффициентом трения. Его можно применять при более высоких температурах, чем большинство других термопластов, и формовать из него изделия со стабильными размерами. (Скрытые напряжения могут возникнуть при растяжении и сжатии материала во время процесса формования. Эти напряжения остаются после отверждения материала и могут вызвать его последующую деформацию.) Существует много разновидностей нейлона, ведутся интенсивные разработки по различному его применению. В основном нейлон обрабатывается методами экструзии и литья под давлением.

9. Ацетилцеллюлоза — материал, напоминающий целлулоид, но обладает пониженной воспламеняемостью. Обычно применяется в виде листов, а также в виде жгутов и труб.

Из нее изготовляют упаковочные пленки, оправу для очков, светоосветительную арматуру и дверные приборы. Триацетат применяется для производства пленочных материалов и волокна.

10. Поливинилацетат (ПВА). Одна из самых старых виниловых пластмасс, ограничена в применении из-за очень низкой точки размягчения. Очень интенсивно применяется для изготовления эмульсионных красок².

² Кроме производства водоэмульсионных красок ПВА широко используется для изготовления других строительных материалов, например мастичных составов для покрытия полов, клеев и пр. (прим. науч. ред.).

11. Ацеталь сополимер. Химически инертен, стоек к длительному действию высоких температур. Используется в карбюраторах и других автомобильных частях, а также для производства водопроводных кранов и шаровых клапанов. Может заменить металл во многих случаях, когда требуется прочность и стойкость к высоким температурам. Перерабатывается методами экструзии, литья под давлением и пневмоформования. Бывает полупрозрачным и непрозрачным.

12. Политетрафторэтилен (ПТФЭ). Пресс-материал с очень широким температурным диапазоном, химически стоек, с коэффициентом трения (по политетрафторэтилену), равным коэффициенту трения мокрого льда. Полимер с высокой относительной массой формуется при температурах свыше 350°С. Применяется для покрытия домашней кухонной посуды.

13. Акрилонитрилбутадиенстирол (АБС). Родственный полистиролу материал с высокой ударной прочностью, применяется в автомобильной промышленности для производства капотов, крышек багажника и кузовов автомобилей и помимо производимой из него в настоящее время арматуры трубопроводов может найти и другое применение в строительстве. Акрилонитрилбутадиенстирол с гальваническим покрытием (обычно хромовым) применяется для производства радиаторов машин, решеток и дверных ручек.

Цветовая палитра материала ограничена, погодостойкость только умеренная, но может быть улучшена за счет покрытия из поливинилфторида.

14. Поливинилфторид (ПВФ). Довольно дорогой по стоимости материал с высокой точкой размягчения, хорошей погодостойкостью, химической стойкостью, светостойкостью и прочностью на истирание. В основном применяется в качестве прозрачного покрытия панелей из стеклопластика, оболочек и листов для наружной отделки.

15. Поликарбонат. Прозрачный материал с легким янтарным оттенком, обладает высокими ударной прочностью, прочностью на разрыв и тягучестью. Может обрабатываться холодным способом как металл. Обладает стабильностью размеров, высокой точкой размягчения и практически не поддерживает горения ся). Стоимость сравнительно высока; может перемет одами литья под давлением, дутьевого формования. Высокая прочность позволяет применять его в качестве заменителя стекла.

16. Полиимид. Специфическое семейство материалов, которые могут применяться при температурах от 150° С до 400° С. Образцы материалов не подверглись изменениям после пребывания в течение 12 мес. в воздухе, нагретом до 275° С. Они нерастворимы во всех известных растворителях и неплавки при обычных температурах переработки, поэтому не могут формоваться в изделия при помощи любых стандартных методов. Однако недавно были разработаны методы производства пресс-издейлий больших размеров. Цена материала ставит его в настоящее время вне досягаемости строительной промышленности, но он широко используется в космической технике.

17. Полиэтилен терефталат. Методом экструзии перерабатывается в волокно, пленку, ленты; прозрачен, как стекло, имеет очень высокую точку плавления. Остаточные напряжения в пленочных материалах могут быть уменьшены посредством нагревания (пленки пригодны для упаковки и т.п.). При дальнейшей обработке пленка приобретает феноменальные свойства прочности и стабильности. Применяется для производства метеорологических воздушных шаров. Металлизированная пленка применяется в воздушных шарах для исследования стратосферы и для изготовления легких зеркал. Непрозрачная пленка с мелкой фактурой поверхности используется в качестве чертежного материала.

Наиболее известные термореактивные материалы

1. Фенолформальдегид или фенольная смола. Самая дешевая из термореактивных материалов фенольная смола применяется в сочетании с бумагой в качестве основы декоративных бумажно-слоистых пластиков, таких, как «Формика» и «Варирайт», в качестве водостойкого клея для дерева; в сочетании с древесной мукой, асбестом или хлопковыми очесами — для производства электроизоляционных материалов и для целого ряда строительных изделий, например сиденья унитазов. Цветовой диапазон ограничен коричневым и черным цветами (более светлые тона подвержены воздействию ультрафиолетовых лучей). Материал отличается стойкостью к высоким температурам — носовой конус ракеты из модифицированного фенолформальдегида успешно выдерживает температуру входа в атмосферу. Фенолформальдегид обычно обрабатывается методами прямого или литьевого прессования, а также при помощи механической обработки.

2. Мочевиноформальдегид или мочевина. Вязкий материал с неограниченным цветовым диапазоном, применяется для изготовления чашек, бокалов и электрической арматуры. Мочевина служит основой целого ряда жаростойких эмалей, используемых для покрытия кухонной посуды, холодильников и пр., а в качестве клея и связующего находит применение в производстве фанеры и древесностружечных плит.

Переработка материала осуществляется методами пресс-формования, реже — литья под давлением.

3. Меламиноформальдегид или меламин состоит в близком родстве с мочевиной. У него в основном такие же свойства, но при формовании он требует более высоких температур. Материал тверже, прочнее и более стоек к пятнообразованию. Невоспламеняемый и нетоксичный меламин широко используется в качестве лицевого покрытия декоративных бумажно-слоистых пластиков, а также применяется для производства домашней посуды.

4. Эпоксидные смолы (эпоксиды) являются очень разносторонними материалами, которые в отличие от трех предыдущих не требуют прессования под высоким давлением. Эпоксиды обладают хорошей адгезией, отличными механическими и электроизоляционными свойствами.

Они находят широкое применение в производстве красок и других кроющих средств, а также в устройстве очень тонких самовыравнивающихся мастичных покрытий полов, обладающих декоративными свойствами и высокой износостойкостью. Однако основное применение они находят в производстве клеев, сварочных и стыковых соединений. Наполненные металлом эпоксиды выдерживают температуру до 200° С, и на них можно наносить покрытия методом гальваностегии.

5. Полиэфирные смолы, так же как и эпоксиды, можно перерабатывать при низком давлении. Они обладают хорошими электрическими и механическим свойствами, химически стойки, имеют широкий цветовой диапазон. В то же время они значительно дешевле, проще и податливее в обработке, чем эпоксиды. Полиэфирные стеклопластики применяются в производстве труб, мебели, оболочек и других элементов строительных конструкций.

Силиконовые пластмассы

Отличительной особенностью этих пластмасс является то, что в основе их молекулярных цепей лежит не атом углерода, а кремний. Поэтому их никак нельзя отнести к органическим материалам, они являются первыми представителями группы новых искусственных неорганических материалов.

Силиконовые пластмассы могут быть термопластичными или термореактивными в зависимости от типа боковых связей, а продукты из них включают масла и твердые термопластичные материалы, каучуки и термореактивные смолы. Комбинация кремния и кислорода, являющаяся основой силиконовых материалов, очень устойчива, и поэтому силиконовые пластмассы способны выдерживать тяжелые температурные условия, ультрафиолетовое и инфракрасное облучения. В основном силиконовые пластические материалы применяются в производстве слоистых пластиков низкого давления, армированных стекловолокном, которое выдерживает температуру свыше +250°С.

В строительстве используются также гидрофобные свойства этих материалов для гидроизоляции конструкций зданий.

В настоящее время силиконовые пластмассы не могут найти широкого применения, так как они дорого стоят, но со временем их непрерывное развитие должно привести к решению актуальной проблемы огнестойкости пластмассовых конструкций.

Сшивание (образование сетчатой структуры) при помощи радиации

Создание полимерных материалов привело к производству специализированных соединений, которые обладают смешанными характеристиками и свойствами термопластичных и термореактивных материалов.

В последние несколько лет появилась возможность образования сетчатой структуры отдельных термопластичных материалов при помощи ядерного излучения. Этот метод дает возможность удалить отдельные атомы и образовать свободные связи, которые могут соединиться с подобными же свободными связями соседних цепей, превращая таким образом термопластичный материал в термореактивный. В результате у полиэтилена, например, увеличивается жесткость и температурная стойкость. Однако эта техника применима не ко всем термопластам. В некоторых случаях результатом удаления основных составляющих цепи может стать заметная потеря прочности.

Армированные термопласты

Армированные термореактивные материалы хорошо известны проектировщикам, но армированные термопласты до сих пор еще мало применялись в строительстве. В результате армирования любого полимерного материала происходит увеличение его жесткости, ударной прочности, прочности на разрыв, а также регулируется изменение материала под воздействием тепла. Это как раз те факторы, которые ограничивают применение термопластов в строительстве. Единственной причиной ограниченного проникновения армированных термопластов на строительный рынок является недостаточная разработка этих материалов производителями пластмасс.

Тем не менее нейлон, армированный стекловолокном, экспериментально применяется для производства кузовов автомобилей методом литья под давлением, а поликарбонат, армированный стекловолокном, — для производства этим же методом оконных рам. Поливинилхлорид, армированный асбестовым волокном, в ограниченном количестве применяется для производства материалов наружной и внутренней облицовки зданий.

Армированные термореактивные материалы

Теоретически любую полимерную смолу можно армировать любым волокнистым материалом для увеличения ее жесткости, прочности на разрыв и стабильности размеров. На деле же многие возможные сочетания неосуществимы по причинам высокой стоимости или же трудностей смешивания и формования.

Тем не менее из приведенной выше табл. 5 видно, что диапазон пригодных к использованию армированных полимерных материалов значительно шире, чем можно предположить.

Пенопласты

Из очень многих полимерных материалов могут быть получены пены низкой плотности с хорошими теплоизоляционными свойствами; некоторые из них обладают высоким соотношением прочности и массы и могут быть паро- и влагонепроницаемы.

Пенополиуретан и пенополистирол являются основными пенопластами, применяемыми в строительстве в качестве звуко- и теплоизоляционных материалов и сердцевины сэндвич-панелей.

Пенопласты могут быть получены из отобранных полимеров со свойствами, колеблющимися от очень высокой эластичности до исключительной жесткости, и могут иметь структуру с открытыми или закрытыми порами. (При структуре с открытыми порами полые пространства сообщаются друг с другом, материал может «дышать» и, следовательно, впитывать и проводить влагу. При структуре с закрытыми порами полые пространства разъединены, и материал становится непроницаемым.) ¹

¹ Широко распространена классификация газонаполненных пластмасс в зависимости от структуры ячеек — на пенопласты (материалы с замкнутой структурой ячеек) и поропласты (пронизанных системой сообщающихся открытых каналов-пор). Однако такое деление весьма условно, поскольку во многих пенопластах значительная часть ячеек соединена. Более правильно проводить классификацию ячеистых пластмасс в зависимости от способа пено(поро)образования. К пенопластам по этой классификации относятся материалы, полученные отверждением предварительно вспененной жидкой или вязкопластичной композиции. Поропласты могут быть получены, например, путем вымывания растворимого наполнителя из монолитной полимерной массы (прим. науч, ред.).

Теплоизоляционные свойства пенопластов определяются их плотностью. Но если плотность становится слишком низкой, размер ячеек может увеличиться до такой степени, что внутри каждой ячейки образуются конвекционные потоки, значительно снижающие изоляционные свойства.

Газ, которым наполнены полые пространства, является еще одним фактором, влияющим на теплоизоляционные свойства пенопластов с закрытыми порами. Некоторые из плотных газов, такие, как фторированный углерод, придают материалу теплоизоляционные свойства намного лучшие, чем в случае применения углекислого газа. Примером высоких теплоизоляционных свойств пенопластов может служить панель из пенополиуретана с плотной поверхностной коркой, которая более чем в 20 раз превосходит по своей теплоизоляции обычную пустотенную стену.

Другим примером могут служить различные модификации релейных будок Британской железнодорожной системы, примененные в Антарктиде. Толщина оболочек — 3,8 см (два лицевых покрытия из стеклопластика толщиной по 0,3 см и фенольный пенопласт толщиной 3,2 см); теплоизоляция настолько эффективна, что при внешней температуре — 40° C приходится часто открывать окна. И это несмотря на то, что фенольный пенопласт, выбранный благодаря хорошей огнестойкости, среди пеноматериалов является далеко не лучшим по своим изоляционным качествам.

В заключении раздела о материалах нужно упомянуть об одном важном моменте. Пластмассы не дешевы, их производят на самом сложном и дорогом в химическом машиностроении оборудования, но это не всегда имеет решающее значение. На общем фоне быстро прогрессирующей инфляции полимерные строительные материалы выделяются тем, что их стоимость неуклонно падает.

Их будущее как основных строительных материалов становится все яснее с каждым днем по мере расширения диапазона свойств и производственных процессов и в результате того, что полимерная промышленность становится более «искусной» в деле создания новых синтетических материалов.

Пластмассовые отходы

Согласно данным института «Батель», пластмассовые отходы составляют только 2,5% общего количества отходов и к 1980 г. достигнут примерно 5%. Однако эта цифра относится скорее к массе, чем к объему, а так как пластмассы отличаются очень высоким отношением объема к массе, приведенные данные преуменьшают серьезность положения.

Один химик, занимающийся пластмассами, сказал, что «люди не перестают просить, чтобы мы делали пластмассы еще более стойкими ко всему — погоде, химическим веществам, варварам и прочему, а затем жалуются, что пластмассы не разлагаются, когда их выбрасывают на свалку». По его мнению, проблема касается не пластмасс, а требований потребителей.

Его мнение, конечно, можно считать обоснованным в отношении властей некоего сицилийского города, которые разработали «превосходный» способ удаления всех отходов из города.

Они упаковывали их в пластмассовые мешки и выбрасывали мешки в море. Затем преобладающие течения относили мешки через Мессинский пролив к Калабрии. Теперь калабрийцы угрожают подобрать мешки, нанять вертолеты, перевезти их обратно к Сицилии и сбросить на Мессину.

Тем не менее «человеческий» аспект проблемы уничтожения отходов можно считать только одной стороной этого вопроса, другой стороной являются сами пластмассы.

Почти ничего нельзя сделать с термореактивными материалами — их молекулярная структура настолько плотна, что на них не действуют ни растворители, ни огонь. Единственное практическое предложение — растереть их в порошок и закопать в землю. (Правда ли, что мы больше выкапываем из земли, чем закапываем?) Небольшое утешение в том, что порошок будет инертен, и опасные химические вещества не просочатся в почву.

С термопластами дело обстоит немного лучше. Вообще говоря, они не так стойки к действиям стихии, как термореактивные материалы, — полиэтиленовые мешки на морском берегу пожелтеют, потрескаются и в конце концов разрушатся под действием солнца и моря. Сейчас ведется значительная работа по созданию светочувствительных термопластов, которые постепенно разрушаются под действием света.

К несчастью, разрушение приводит к высвобождению некоторых потенциально опасных химических элементов, таких, как фтор или свинец, которые применяются в качестве стабилизатора. Химические вещества могут попадать в атмосферу при сжигании термопластов — при сжигании ПВХ высвобождается хлор, и это настолько опасно, что разработан специальный способ нейтрализации газа известью.

По-видимому, существует два основных подхода, которые могут в значительной степени помочь решению проблемы пластмассовых отходов. Первый основывается на том факте, что многие виды пластмассовых отходов настолько дешевы, что в действительности лучше заплатить, чтобы избавиться от них. В этом случае нужно, чтобы было побольше таких людей, как Герберт Хартли. Вначале он занимался производством эластичных пенопластов и постоянно был вынужден платить за удаление отходов производства, что для скупого северянина служило постоянным источником раздражения, и в конце концов он начал склеивать отходы. В результате получился пеноматериал, обладающий еще большей эластичностью, чем его составляющие, и нашедший применение в качестве идеальной подосновы ковровых материалов. Он переделал все свое производство на переработку отходов, которые он получал даже из США.

Следующим этапом «саги о Хартли»» стало производство жесткого пенополиуретана. Условия здесь были сложнее —выросли цены на удаление отходов от штучного производства пеноблоков. (Пена поднимается в большой форме и напоминает по виду буханку хлеба, которую затем нужно обрезать.) Проблема состоит в том, что отходы жесткого пенополиуретана низкой плотности очень хрупки (он попытался применить их в качестве изоляционного материала на крыше дома своего друга, но это лишь положило конец их дружбе), поэтому для этих отходов трудно найти применение. Тем не менее, как показывает громадный рост «каннибальских» отраслей промышленности пластмасс, выход будет найден: непременное non-sequitur¹, являющееся особой чертой британской изобретательности. (Райская мечта предпринимателей, перерабатывающих отходы, состоит в том, чтобы им заплатили за удаление отходов, которые после минимальной переработки можно было бы продать еще кому-нибудь.)

¹ Здесь: нелогичное неожиданное решение (лат.) (прим, переводчика).

Вторым направлением в деле решения проблемы пластмассовых отходов является повторное использование на самой начальной стадии переработки, как уже делается при методе литья под давлением, когда литники размалываются и поступают опять в питательный бункер. Это можно делать и при методе экструзии; до того как экструдер начнет выпускать качественную продукцию, он должен некоторое время разработаться, и во время этого подготовительного периода обычно возникает вопрос об удалении некачественной продукции, чтобы она не застопорила работу. Поэтому эта продукция поступает в отходы, после чего ее можно размягчить и повторно использовать на том же оборудовании.

Повторное использование было бы более распространенным мероприятием, если бы пластмассы были более дорогими и если прогнозы, предвещающие, что к 1985 г. мировые источники нефти значительно иссякнут, хотя бы приблизительно оправдаются, тогда повторное использование может оказаться жизнеспособным предложением.Глава 4. Технология изготовления

Проектировщикам важно не только понимать строение и свойства полимерных материалов, но и знать основные процессы производства.

На определенной стадии переработки полимерные материалы бывают пластичны и поддаются формованию.

Вообще, термопластичные материалы легче поддаются обработке, нежели термореактивные. Термопласты могут быть повторно размягчены, и поэтому цикл термообработки у них не такой «критический», как при однократной термореактивной реакции.

Экструзия термопластов

Экструдер, с помощью которого изготовляются профильные погонажные изделия, трубы и пленки, вероятно, наиболее широко применяемая в полимерной промышленности машина. Он состоит из нагреваемого цилиндра с вращающимся внутри него шнеком. Гранулированный материал подается из питательного бункера в цилиндр, там он нагревается не только за счет обогреваемых стенок цилиндра, а и под действием тепла, образующегося при вращении шнека.

По мере продвижения материала вдоль шнека он становится все более размягченным и, наконец, выталкивается из цилиндра через мундштук, который и определяет профиль экструзионных изделий. Например, из простого отверстия выходит пруток, из отверстия с торпедой (установленной так, чтобы полимер обтекал ее) выходит труба, из щелеобразного отверстия выходит материал в виде полосы, а из очень узкой щели — пленка.

По выходе из мундштука материал охлаждается, но может также подаваться с большой скоростью к идентичному, но меньшему по размеру мундштуку, и после уже охлаждаться. Это дает возможность получения одинаковых профилей различных размеров.

Скорость экструзии зависит, конечно, от мощности цилиндра и размера производимого изделия. Например, экструдер будет производить трубу малого диаметра намного быстрее, чем трубу большого диаметра. Рекордная скорость экструзии—35 м/ч была достигнута при нанесении изоляционного слоя на телефонные провода ¹.

¹ Современные экструдеры позволяют получать профильные строительные изделия с более высокой скоростью (до 1 м/мин) (прим. науч. ред.).

Экструдер — универсальная машина, так как мундштуки, довольно дешевые в сравнении с формами для литья под давлением, могут заменяться легко и быстро, поэтому при помощи одной основной машины можно производить широкий ассортимент изделий. Его многосторонность была расширена применением метода, известного под названием пневмоформования, применяемого при изготовлении пластмассовых бутылок. В общих чертах процесс идет так: из экструдера выходит вниз труба определенной длины. Эта труба захватывается пресс-формой, состоящей из двух частей и сжимающей верх и низ трубы, в которую затем вдувается воздух, отжимающий еще пластичную трубу к стенкам формы, которая затем раскрывается и выпускает готовую бутылку. Этим методом пользуются для производства пресс-изделий различных размеров, вплоть до мусорного бачка.

Похожий метод применяется при производстве тонкой пленки, в особенности полиэтиленовой. Экструдируемая труба мгновенно раздувается подобно шару. Затем она разрезается по длине, раскрывается и наматывается в рулоны. Этим методом можно получать пленку шириной около 10 м.

Экструзия термореактивных материалов

Этот процесс является более сложной операцией, нежели экструзия термопластичных материалов. Если бы термореактивный материал расплавился в цилиндре экструдера, то его дальнейшее употребление было бы невозможно. Поэтому разработана и применяется совершенно другая разновидность этой технологии, при которой смола в виде пресс-порошка в холодном состоянии подается к мундштуку, где она разогревается примерно до 180°С и отверждается только тогда, когда выходит из него. Таким образом, если что-либо нарушается, то страдает только мундштук, а не вся машина. Сейчас этим вполне надежным методом начинают пользоваться для изготовления оконных рам, архитравов¹ и плинтусов.

¹ В английском языке термином «архитрав» обозначают также наличники дверных и оконных проемов (прим. переводчика).

Литье термопластов под давлением

Это дозированный (пульсирующий) процесс производства отдельных изделий на больших скоростях. Из питательного бункера в нагретый цилиндр подаются гранулы, затем размягченный материал плунжером выдавливается через сопло под давлением в 2800 кгс/см². Сопло ведет в форму, и материал к тому времени становится достаточно пластичным, чтобы проникнуть в мельчайшие щели и полые пространства формы. Давление поддерживается до тех пор, пока материал не остынет и не затвердеет, тогда форма раскрывается, и изделие вынимается либо ручным, либо автоматическим способом.

Общее время, затрачиваемое на операцию, — от нескольких секунд до 0,5 мин и более, для убыстрения цикла применяются различные операции и устройства. Охлаждение пресс-форм способствует ускорению отверждения, а применение многогнездных пресс-форм позволяет производить 100 изделий и более за один цикл. Кроме того, разработан технологический процесс, во время которого один цилиндр обслуживает шесть пресс-форм и более, вращающихся и поочередно останавливающихся перед ним. Эта система используется и для упомянутого выше производства бутылок методом пневмоформования.

Пресс-формы, которые длительное время должны выдерживать высокие напряжения и температуры (машины для литья под давлением обычно работают 24 ч в сутки, 365 дней в году), делаются из зеркально отполированной или хромированной высокосортной стали и, следовательно, чрезвычайно дороги.

Пресс-форма для производства мелких сложных изделий на очень высоких скоростях состоит из многих гнезд, и готовые пресс-изделия обычно выходят из формы соединенными вместе посредством так называемого литника, т. е. стержня или стержней, которые являются материалом, отвержденным в трубках, через которые расплавленный материал нагнетается в различные полости формы.

Пресс-изделия, как правило, освобождаются от литников вручную, но если затраты на рабочую силу очень высоки, может быть применена более дорогая форма с так называемыми точечными литниками, т. е. форма сама срезает литники с формованного изделия. В обоих случаях срезанные литники бросаются в дробилку, из которой материал подается обратно в питательный бункер вместе с гранулами.

Пресс-формы являются сложными и красивыми изделиями, а их проектирование — большим искусством, хотя едва ли оно считается таковым.

Проектирование некоторых сложных многогнездных форм выливается в изящные решения, и упражнения ума в решении этой проблемы были бы интересны для архитектора с точки зрения развития его способности объемно мыслить.

Метод литья под давлением так же, как и экструзия, при переработке термопластичных материалов может обеспечивать высокую производительность. Эта производительность зависит от размера и сложности формуемого изделия, а также от веса материала, отливаемого машиной за одну дозу впрыска. Типичная производительность небольшого масштаба была недавно достигнута одним местным поставщиком на маленькой машине (454 г), которая производила 2,5 млн. колец для занавесей за десять недель. Пресс-форма состояла из 96 гнезд, и дневная выработка составляла 35 тыс. штук.

В настоящее время производятся гигантские машины и проектируются супергиганты, которые могут отливать объемные элементы величиной с комнату. Подсчитано, что одна машина супергигант сможет производить такое число объемных элементов, которое хватит для строительства 100 тыс. жилых домов в год, причем стоимость их будет ниже традиционной. К сожалению, эта операция сможет себя оправдать только при наличии потребности, но подобного стандартизированного спроса пока еще нет.

Тем не менее возможное решение проблемы использования этого большого потенциала производительности механизмов при изготовлении строительных объемных блоков лежит в технике, интенсивно применяемой в промышленности пластмасс, а именно в регулируемых вычислительными машинами проектировании и изготовлении пресс-форм.

Литие термореактивных материалов под давлением

Это более трудная проблема. Литье под давлением подходит для производства термопластов на больших скоростях, но сами термопластичные материалы не пригодны для всех случаев применения, в особенности там, где необходима высокая прочность.

Инженерами-практиками была сделана попытка разработать такую технологию, при которой термореактивные материалы можно было обрабатывать со скоростью, хотя бы немного приближающейся к скорости обработки термопластов. Это бы ло так же сложно, как и разработка технологии экструзии термореактивных материалов; опасность заключалась в возможности отверждения смолы в цилиндре.

Решением пока является сочетание прямого прессования и литья под давлением. Прямое прессование, как правило, осуществляется в пресс-форме, состоящей из двух частей. Термореактивный пресс-порошок засыпают в полую часть или в матрицу, пуансон опускается в нее, и затем вся пресс-форма нагревается до тех пор, пока пресс-порошок не расплавится, потечет и заполнит всю форму. После полного отверждения материала форма разъединяется и изделие вынимается.

Применяемое давление может доходить до 700 кгс/см², и такие пресс-формы часто требуют прессов с мощностью в сотни или даже тысячи тонн. Это—длительный процесс.

Тем не менее принцип прямого прессования был применен к литью под давлением посредством замены литьевого цилиндра на тигель для литьевого прессования.

Тщательно подготавливаются навески материала, и каждая навеска поочередно помещается в тигель для литьевого прессования, где нагревается до точки пластичности. Затем сразу же перемещается в пресс-форму, в которой и происходит отверждение. Это происходит быстрее, чем при прямом прессовании, но все же не достигает скорости формования термопластов.

Однако недавно созданная литьевая машина с червячным пластикатором, совершающим возвратно-поступательное движение, где создаваемое тепло полностью является результатом работы червяка и по этой причине может точно регулироваться и где только небольшое количество материала перемещается вдоль спиральной нарезки червяка, сделала возможным литье под давлением термореактивных материалов.

Фактически теперь все полимерные материалы можно формовать этим методом, включая фенольные, эпоксидные, меламиновые смолы и мочевины, которые до недавнего времени перерабатывались только малопроизводительным методом прямого прессования.

Вакуум-формование

Этот метод применяется для формования сравнительно небольших партий изделий из термопластичных листовых материалов. Инструмент для формования в простейшей форме состоит из открытой сверху воздухонепроницаемой емкости, к которой прижимается нагретый и размягченный лист материала. Воздух откачивается из емкости и листовой материал всасывается в пузыреобразную или иную форму, очертания которой он сохраняет после охлаждения. В результате, например, получаем такое изделие, как кровельный фонарь.

Разработано много вариантов этой техники формования, таких, как всасывание материала поверх матрицы, находящейся внутри емкости, или формование при помощи пуансона, который опускается вниз на разогретый лист до применения вакуума. Последний метод применяют обычно для формования изделий с большой глубиной вытяжки и для того, чтобы избежать истончения материала на углах. Другая техника состоит в вытяжке разогретого листа над выступающим пуансоном, вакуумом завершается формование более тонких деталей.

За процессом вакуум-формования очень интересно наблюдать; есть какое-то сходство с волшебством в зрелище возникновения обшивки холодильника при формовании при помощи пуансона Блестящий лист возвышается бесформенными очертаниям, и вдруг после применения вакуума, как бы без видимой причины, появляются четкие детали.

Вакуум-формование применяют для выпуска сравнительно небольших производственных партий изделий. Причина, несмотря на дешевизну пресс-форм, в том, что скорость процесса невелика а трудовые затраты довольно высоки. Более того, производство вакуум-формовочных изделий ведется из листового материала. который намного дороже гранул. Если требуется высокая производительность, даже для производства таких как упомянутая выше внутренняя облицовка холодильников, предпочтительней будет применить метод литья под давлением.

Центробежное литье

Это старый и сравнительно дешевый метод, широко применяемый для производства больших полых изделий в формах, состоящих из двух частей, из поливинилхлоридной пасты или полиэтиленового пресс-порошка. Нагретая металлическая форма загружается точным количеством порошка и затем вращается одновременно вокруг двух осей, расположенных под прямыми углами по отношению друг к другу. Это обеспечивает ровное распределение материала на внутренней поверхности формы, после охлаждения форма разъединяется и готовое изделие вынимается. Этим методом можно производить очень большие и чрезвычайно сложной формы полые объемы; если нужно, образуемый слой может быть тонким, как бумага. Выполнение внутренней облицовки комнаты или конструкции в виде оболочки с очень сложным внутренним профилем представляется вполне возможным.

Каландирование

Установка для каландрирования состоит из серии вальцов для непрерывного производства на больших скоростях термопластичных листовых и пленочных материалов. Составляется смесь материалов, прилагается давление и тепло, и нагретая размягченная масса автоматически подается на серию вальцов, установленных Z-образно или L-образно. Вальцы очень точно регулируют толщину материала и могут быть применены для нанесения фактуры, а также для нанесения покрытий на тканые материалы.

Скорость производства очень тонкой пленки может превышать 120 м/мин. Однако такое несложное оборудование чрезвычайно дорого, и это объясняет ограниченное число установок для каландрирования.

Наслоение при низком давлении

Этот простой и дешевый метод применяется для производства армированных полиэфирных стеклопластиков — композиционного материала, который находит применение в сооружении пластмассовых конструкций ¹. Его сокращенное обозначение GRP или RP (армированные пластмассы). Часто материал называют «файберглас», что, конечно, является прекрасной рекламой для фирмы, которая носит это же имя, но не дает точного понятия о материале, как, например, и название «твистил», относящееся к железобетону.

¹ В нашей литературе этот метод известен как метод контактного формования стеклопластиковых изделий (прим. науч. ред.).

Полиэфиры (и эпоксиды) могут формоваться при низком давлении, так как они не относятся к тем материалам, пресс-изделия из которых могут разрушаться, если они недостаточно спрессованы. Сочетание этих смол с волокнами, которые обладают высокой прочностью на разрыв, дает материал очень прозрачный или непрозрачный, с более высоким отношением прочности к массе, чем у алюминия или мягкой стали, с лучшей ударной прочностью, чем у многих металлов, со стабильностью размеров, равной алюминию и лучшей, чем у стали, с блестящими химической стойкостью и погодостойкостью и, если требуется, со способностью не поддерживать горение.

Таблица 6. Свойства типичных стеклопластиков

Полиэфирная смола может отверждаться при комнатной температуре, без всякого внешнего воздействия, хотя отверждение может быть ускорено применением тепла или давления. Обычная рецептура состоит из смолы, катализатора (который генерирует реакцию) и ускорителя (который регулирует скорость отверждения).

В сочетании с полиэфирной смолой может применяться широкий диапазон армирующих материалов, но наиболее часто применяемым материалом является стекловолокно.

Стекло приобретает невероятную прочность на разрыв, если его вытянуть в волокна тоньше человеческого волоса (эта высокая прочность волокна не является принадлежностью исключительно стекла — волокна нейлона или полипропилена обладают высочайшей прочностью, что является следствием выравнивания молекул под воздействием вытягивания материала). В лабораторных условиях прочность стекловолокна на разрыв может составлять свыше 70 000 кг/см², а учитывая различные реальные условия эксплуатации, прочность может быть равна 17500 кг/см². До недавнего времени стекловолокно являлось, несомненно, самым прочным конструкционным материалом.

Стекловолокну не присуща ползучесть, оно обладает хорошей стойкостью к большинству химических веществ и имеет довольно высокий модуль Юнга —105 000 кг/см². Стекловолокно обладает стабильностью размеров и стойкостью к температурам до 600°C. В результате значительной исследовательской работы было получено «текстурированное» волокно, которое способствует идеальному сцеплению со смолой.

Материал обычно имеет вид мата из рубленой стеклопряжи (волокна длиной около 5 см распределены беспорядочно и слегка сцеплены между собой, в результате чего получается мат немного толще и тяжелее носового платка), ровницы (непрерывная одиночная нить для придания очень высокой прочности в одном направлении) и стеклоткани (для очень высокой прочности в двух направлениях).

Форма для простого наслоения при низком давлении может быть позитивной или негативной (в зависимости от того, внутренняя или внешняя поверхность готового изделия должна иметь отделку) и должна быть достаточно прочной, чтобы выдержать наслоение. Она может быть сделана из дерева, алебастра или легкого металла, хотя нередко ее делают из стеклопластика.

Форма покрывается разделительным составом, затем пульверизатором или кистью наносится первый слой жидкой смолы, на который накладывается стекломат и утрамбовывается ручным валиком. Затем наносится другой слой смолы и следующий слой стекломата. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не будет достигнута нужная толщина. При толщине конструкционной оболочки 4,5 мм расход стекловолокна составляет около 120 г/м², а смолы — около 300 г/м².

При лучшем уплотнении материал прочнее, чему способствует применение листа целлофана, наносимого вакуумным способом. Это помогает избавиться от пузырьков воздуха, попадающих внутрь материала, что может сказаться на его эксплуатационных качествах. Атмосферная стойкость стеклопластика ухудшается, когда стекловолокно выступает над поверхностью материала и влага может проникать внутрь. Во избежание этого применяется лицевое покрытие из тонкой бумаги (ткани) вместе с желеобразным покрытием или покрытием с большим содержанием смолы.

Отверждение стеклопластика может длиться от нескольких часов до суток, нагревание ускоряет этот процесс. Тем не менее по сравнению с вышеупомянутыми он является длительным — хотя и не чрезмерно, если взять в качестве примера выполненный недавно цельный корпус морского судна длиной 46,5 м из полупрозрачного стеклопластика.

Число рабочих операций можно уменьшить, если напылять на форму рубленую стеклоровницу одновременно со смолой, но при этом уплотнение также должно быть выполнено очень тщательно.

Наматывание волокна и другие методы

Эта техника предназначена для изготовления малых или крупногабаритных изделий, подвергаемых высокому напряжению. Секторная форма вращается на оси, а непрерывная стеклонить, проходя через ванну со смолой, наматывается с натяжением на форму. Максимальная прочность достигается наматыванием нити вдоль и поперек формы. При помощи этой техники изготовляют резервуары, трубы высокого давления, а также корпуса судов длиной до 20 м и объемные блок-комнаты.

Предварительно пропитанный стекломат состоит из стекломата, пропитанного определенным количеством частично катализированной смолы. Отверждение довершается нагреванием и давлением при прямом прессовании между сопрягаемыми металлическими формами. Это материал многоцелевого назначения, из него можно формовать пресс-изделия с большой глубиной. Качество поверхности обеих сторон отличное этот способ все чаще применяется для производства больших стеновых панелей.

Тестообразная формовочная масса состоит из стекловолокна. полиэфирной смолы, катализатора, наполнителя и применяется для прямого прессования, пультрузии (модификация экструзии) и частично для литья под давлением. Формовочная масса отличается дешевизной, хорошими погодостойкостью и ударной вязкостью, дает возможность формовать профили большой толщины без образования трещин под действием напряжения, что наблюдается у других полимерных материалов применяемых для тех же целей.

Сэндвич-конструкция. Сэндвич-панели или оболочки являются композиционными изделиями, в которых слои различных материалов соединяются друг с другом для придания готовому изделию желаемых физических свойств.

Типичная сэндвич-конструкция состоит из внутреннего и внешнего лицевых слоев тонкого, жесткого материала и сердцевины из более легкого и менее прочного материала. Облицовочные слои выдерживают напряжение при изгибе, в то время как сердцевина передает напряжение от одного лицевого слоя к другому, предотвращает выпучивание лицевых слоев и часто выполняет изоляционную функцию.

Способ производства основного вида сэндвич-оболочек состоит из нанесения полиэфирной смолы и стекловолокна ручным или пульверизационным методами на негативную форму (для лучшей отделки внешней лицевой поверхности). Затем, пока слой смолы еще липкий, на него накладывается пенополиуретановая панель толщиной около 2 см, поверх которой наносится внутренний лицевой слой. Или же пенополиуретан наносится на внешний слой оболочки методом распыления, но так как его толщина не может контролироваться при подобном нанесении, он представляет собой довольно неровное основание для внутреннего лицевого слоя. Поэтому в обоих случаях лицевая поверхность внутреннего слоя будет довольно грубой.

Уже многие годы известно, — я узнал об этом во Франции в 1959 г., — что некоторые пенопласты из семейства полиуретанов можно вводить в нагретые полые металлические формы, где под действием тепла они отверждаются, сохраняя при этом внутреннюю пенообразную структуру. Таким образом, сэндвич-панель или оболочку можно изготовить за одну операцию. Эта техника довольно широко применяется в мебельном производстве и для изготовления декоративных изделий в неопреновых формах, однако она еще не применялась для производства изделий строительного назначения ¹.

¹ В нашей стране, во Франции, в ГДР и ряде других стран уже в течение ряда лет применяется непрерывный способ изготовления трехслойных сэндвич-панелей с применением пенополиуретанового среднего слоя (утеплителя) и наружными слоями из тонкого гладкого или профилированного алюминия, стеклопластика и других материалов. Жидкая самовспенивающаяся смесь заполняет пространство между наружными облицовками и, затвердевая при обычных условиях, надежно их соединяет. Этим способом изготавливают панели практически любой необходимой длины и определенной ширины, готовые к быстрой сборке на строительной площадке. В СССР разрабатывает новую технологию институт ВНИИстроимполимер (прим. науч. ред.).

Недавнее усовершенствование касается литья под давлением термопластичных пеноматериалов. В этом случае в форму из двух разных барабанов подаются два различных полимера: первый — для образования твердой оболочки — подается в форму и затем посредством нагнетания пены, которая заполняет пространство между оболочками, прижимается к стенкам формы (и эффектно облицовывает все внутренние поверхности формы). Эта техника делает грандиозные успехи в мебельной промышленности и автомобилестроении (материал может «быть похожим на дерево», только очень легкое) и может заставить многих из нас пересмотреть конструкционный потенциал неармированных термопластов в строительстве, хотя бы только потому, что получающийся сэндвич обладает жесткостью, в 3— 5 раз превышающей жесткость сплошного пресс-изделия, а также потому, что он дешевле дерева.

Армирование углеродным волокном. Последние несколько лет ведутся значительные исследования по разработке материалов, превышающих прочность стекловолокна, в частности для авиационной и космической промышленности. Сначала подавало надежды выращивание кристаллических усов на алюминии, но в начале 60-х годов в Великобритании начались работы по использованию углеродных волокон.

Разработка и патентование углеродных волокон завершились к середине 60-х годов и привели к созданию материала, который обладал техническими свойствами, намного превышающими какие-либо ранее существующие, и в сочетании с термореактивными смолами образовывал слоистый материал с жесткостью намного выше жесткости металлов. В действительности жесткость нового материала настолько велика, что необходимо пересмотреть существующие технические методы монтажа. Например, при установке металлической оболочки на жестком каркасе можно закрепить болтом один конец, а затем, слегка, выровняв другой конец, прикрепить и его. С материалами, армированными углеродным волокном, этого нельзя сделать.

Не будет преувеличением сказать, что пластмассы, армированные углеродным волокном, открывают новый этап в эволюции пластмасс — или откроют его, когда их цена упадет до цифры, при которой они могут быть использованы для традиционных технических применений. Высокая стоимость производства остановила несколько фирм от приобретения лицензий на процесс производства у британского правительства, которое является держателем патента. Тем не менее спрос существует и будет расти, поэтому цена неизбежно упадет. Немногие люди в настоящее время осмелились бы рассуждать подобно одному лектору по радиотехнике, который сразу же после второй мировой войны показывал своим студентам электронную лампу. «Очень проста, — сказал он, — но слишком дорога, чтобы когда-нибудь найти широкое применение».

Появятся, несомненно, и другие новые материалы с равными или лучшими, чем у углеродных волокон, эксплуатационными свойствами, и, если они будут разработаны, проблема стоимости будет решена довольно скоро.