ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Данная разработка является результатом выполнения научно-исследовательских работ.

В Калининградском НП «Институт Янтаря и Региональных ресурсов» разработан состав абразивной массы, предназначенной для изготовления полировального инструмента, на которую получен патент РФ № 2197370. Предлагаемая абразивная масса, включающая абразив и связующее вещество, позволяет снизить стоимость изготовляемого инструмента и утилизировать промышленные и бытовые синтетические полимерные отходы.

Данная разработка может быть применена для изготовления абразивного инструмента, предназначенного для обработки различных материалов: как металлических, так и неметаллических, таких, например, как стекло, мрамор и янтарь.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что в качестве связующего вещества абразивной массы используются расплавленные отходы изделий из термопластичных материалов при следующем соотношении компонентов, об. %:

Абразив 90-95

Расплавленные отходы

изделий из термопластичных 5-10

материалов

В качестве термопластичного полимера используются такие отходы, как одноразовые шприцы и системы переливания крови, посуда, ПЭТ-бутылки и т.д.

Известна абразивная масса (А.С. № 368018), содержащая абразив, такой как порошок алмаза и связующее вещество, в качестве которого используется фторопласт. Причём компоненты берутся в следующем соотношении, %:

Порошок алмаза 5-15

Порошок фторопласта 95-85

Основным недостатком известной массы является высокая стоимость связующего вещества-фторопласта. На сегодняшний день эта стоимость составляет от 240 до 270 рублей за килограмм порошка. За рубежом, например в Польше, она достигает около 15$ США. Таким образом, цена инструмента в случае использования фторопласта в качестве связующего составит порядка 10$ США.

Целью предлагаемого изобретения является снижение стоимости инструмента. Попутно решаемой задачей является утилизация отходов термопластичных материалов, таких, например, как одноразовые шприцы, посуда, ёмкости (бутылки для безалкогольных напитков).

Поставленная цель достигается тем, что в массу, содержащую абразив и связующее вещество, абразив введён в массу расплавленного связующего вещества, в качестве которого используют отходы изделий из термопластичных материалов, при следующем соотношении компонентов, об .%:

Абразив 90-95

Расплавленные отходы

изделий из термопластичных 5-10

материалов

В качестве абразива могут быть использованы электрокорунд, карбид кремния зелёный или чёрный, алмазный или стеклянный порошки и т.д.

При этом зернистость абразива выбирают в зависимости от требований, предъявляемых к обрабатываемой поверхности. Она может быть в пределах от М125 до М3. Размер абразивного зерна определяет и объёмное содержание компонентов абразивной массы. Мелкий абразив, имеющий больший удельный вес и большую поверхность, занимает меньший объём, чем то же количество крупного абразива, и для полного смачивания требует большего количества связующего.

А так как в качестве связующего используется расплавленная масса термопластичного материала, она позволяет вводить любое количество абразива. При интенсивном перемешивании - расплавленной массы улучшается адгезия абразивного зерна к полимеру за счёт образования на зерне тонкой равномерной полимерной плёнки.

Но разные полимеры имеют разные характеристики - твёрдость, удельный вес, температуру плавления и т.д. В зависимости от того, для обработки какого материала предназначен инструмент, и выбирают необходимый полимер.

Одной из задач является утилизация и обеззараживание отходов термопластичных материалов, таких как одноразовые системы переливания крови, шприцы, посуда, бутылки для напитков и т.д.

Эти отходы сортируют и, в зависимости от назначения и характеристик обрабатываемого инструмента, выбирают наиболее подходящий по своим свойствам полимер.

Предельные соотношения компонентов определены следующим образом: при наполнении массы абразивом в об. % свыше 95 связующее вещество не обеспечивает прочного закрепления абразива. Инструмент получается хрупким, крошится и разрушается во время работы.

Наполнение массы абразивом в об.% менее 5 приводит к существенному снижению производительности и качества обработки неметаллических материалов.

Пример 1.

Готовят массу связующего вещества, для чего отходы, например полиэтилентерефталата (это могут быть, например, бутылки одноразового использования, РЕТ), подвергают термостатированию в ёмкости при температуре 265 ^оС, превышающей температуру их плавления. Затем в расплавленную массу связующего (5 об. %) постепенно вводят карбид кремния (95 об. %), тщательно перемешивают порцию до полного смачивания абразива связующим веществом. Полученную массу переливают в подогретую до 50-80 ^оС форму и постепенно охлаждают до полного отвердения.

Пример 2.

Готовят абразивную массу следующего состава, об. %:

Стеклянный порошок (можно использовать
измельчённые отходы стеклянных изделий) 90

Расплавленные отходы из
термопластичных материалов из
полиэтилентерафталата 10

Технология приготовления абразивной массы и получение изделия по
примеру 1.

Режущая способность массы оценивалась отношением количества снятого с обрабатываемой поверхности материала к количеству изношенной при этом абразивной массы.

Технология приготовления абразивной массы проверена в лабораторных условиях.

Проведены лабораторные испытания инструмента. Исследования состава, структуры и свойств абразивной массы показали, что предложенная технология позволяет получать инструменты, не уступающие по своим эксплуатационным характеристикам и износостойкости аналогу. И качество обрабатываемых ими поверхностей соответствуют требованиям стандарта. К тому же стоимость инструмента в сравнении с аналогом снижается вдвое. Решается проблема утилизации промышленных и бытовых синтетических полимерных отходов. Утилизация отходов и тем самым увеличение сырьевой базы, снижение стоимости инструмента, никак не отражающиеся на качестве обрабатываемых поверхностей, дадут несомненный экономический эффект.