Первые автомобильные детали из пластмасс появились в начале 50-х подов. Начавшийся тогда процесс замены металлических деталей, узлов и агрегатов изделиями из полимеров последние 15-20 лет протекает особенно бурно. В современных легковых автомобилях ведущих западных фирм уже сейчас насчитывается свыше 400 изделий из композиционных полимерных материалов. По оценкам специалистов, каждый год в автомобиль внедряется в среднем 5-6 килограммов полимерных деталей, и, судя по всему, их будет становиться все больше.
Композиты широко используются в автомобилестроении благодаря целому ряду их достоинств. Во-первых, полимерные детали значительно легче металлических, они уже сейчас позволяют снизить массу автомобиля в среднем на 25-40% и существенно сократить расход топлива. Кроме того, композиты обладают абсолютной коррозионной стойкостью, и за счет этого значительно возрастает долговечность и надежность автомобиля. Трудоемкость изготовления пластмассовых деталей в 2-3 раза ниже, чем металлических.
Тем не менее применяемые сейчас композиты, а это в основном термореактивные стеклопластики и малоусадочные препреги (предварительно пропитанный материал), не лишены недостатков. Для изготовления из них деталей нужны дорогостоящие пресс-формы, а при нагреве они превращаются в нерастворимые и неплавкие твердые соединения, которые очень трудно поддаются утилизации. Поэтому создатели автомобилей постоянно ведут поиск композитов с более привлекательными свойствами.
Совместными усилиями специалистов НПО «Пластмассы» и Научно-исследовательского автомобильного и автомоторного института (НАМИ) создан новый полимер - анилон. Это аналог широко используемого в Европе композита найрима голландской фирмы DSM, состав которого изготовители держат в секрете. Анилон не уступает «секретному полимеру» ни по одному показателю, а по морозостойкости даже превосходит.
Разработанный российскими специалистами термопластичный анилон на 70-80% состоит из капролактама, а остальные 20-30% приходятся на преполимер (отвердитель) и катализатор. В новом полимере входящий в капролактам найлон химически связан с каучуком, присутствующим в катализаторе. Это соединение повышает модуль упругости материала и придает ему высокую стойкость к ударным нагрузкам в широком диапазоне температур.
Анилон перерабатывают нетрадиционным способом реакционно-инжекционного литья под давлением. Технология не требует предварительного измельчения полимера в гранулы и его расплавления - уже при 70°С анилон такой же жидкий, как вода. Его впрыскивают в форму под давлением всего 5-6 атмосфер. При таком щадящем режиме используются более дешевые, чем для термореактивных пластмасс, пресс-формы из стали, алюминия или из эпоксидных материалов.
Детали из анилона весом от 3 до 18 килограммов получают на немецкой установке Краус-
Маффей. Сначала катализатор и отвердитель в отдельных емкостях растворяют в капролактаме. Для повышения прочности изделия в емкость с отвердителем добавляют рубленоестекловолокно. Можно воспользоваться и другим способом: выложить форму стеклотканью или стекломатом, тогда изготавливаемая деталь станет в 4-6 раз прочнее и будет иметь более гладкую и красивую поверхность. Подготовленные компоненты подают через трубопровод и смесительную самоочищающуюся головку в литейную форму, где при температуре 130-140°С композит полимеризуется всего за 2,5-6 минут, в зависимости от толщины детали. После этого ее сразу можно вынимать из формы.
Благодаря низкой вязкости из анилона можно получать детали любых размеров, самых сложных форм, очень малой толщины, постоянного и переменного сечения. Это двери, крылья, подкрылки, бамперы, корпуса отопителей, кожухи вентиляторов, колпаки колес и другие автомобильные детали.
Как термопластичный материал, анилон обладает еще одним достоинством. Бывшие в употреблении изделия, в том числе брак и облой, можно утилизировать и даже повторно использовать, поскольку переработанный в утиль анилон без наполнителя сохраняет свои первоначальные свойства. Еще один плюс: изделия из анилона выдерживают температуру стандартных окрасочных и сушильных камер, их можно окрашивать теми же красками и при тех же режимах, что и металлические изделия.
Итак, есть новый полимер с прекрасными свойствами, есть все его составляющие - дешевый, производимый в России в больших количествах капролактам, налажено производство отвердителя и катализатора. Все дело - за установкой по производству деталей. Совсем уже было собрался ее купить ВАЗ, но не нашлось средств ни на закупку установки, ни на финансирование ее производства в России.