О некоторых особенностях нанотехнологии в пластификации.
Юдович М.Е., к.х.н., ст.н.сотр. ООО «Научно-технический центр прикладных нанотехнологий»

Считаю крайне необходимым высказаться по поводу содержания статьи Ваучского М.Н., опубликованной в № 6-7 журнала «Вестник Строительного Комплекса» за 2008 г. Ее автор сотрудничал с ЗАО «Астрин-Холдинг» в период с 1998 по 2003 г. и занимался строительными технологиями. К этому периоду относится получение патента на «Композицию для получения строительных материалов…», одним из восьми авторов которого являлся М.Н.Ваучский. Однако никакого применения в строительной отрасли результаты данного патента не нашли, поскольку статистически значимое усиление бетона, достигнутое авторами, составило 10 – 15% при драматическом увеличении стоимости бетона.

Гораздо более перспективные результаты были получены и опубликованы позднее, начиная с 2004 года, при использовании так называемой микрофибры базальтовой модифицированной (ТУ 5761-014-13800624-2004, руководитель разработки - Юдович М.Е., исполнитель – Ваучский М.Н., утверждены Ген. директором Пономаревым А.Н., держателем оригинала является ООО «НТЦ Прикладных нанотехнологий»). В своей статье автор забыл указать эти сведения.

Такое же отношение М.Н.Ваучский демонстрирует к выполнению реконструкции моста через р. Волга в г. Кимры Тверской области. На этом мосту летом 2007 г. впервые, по-видимому, в мировой практике в качестве дорожной подушки был уложен легкий наномодифицированный бетон (ТУ 5789-035-23380399-2008, разработаны Юдовичем М.Е., утверждены Ген. директором Пономаревым А.Н., держателем оригинала является ООО «НТЦ Прикладных нанотехнологий»). Работы выполнял Мостоотряд-90, компоненты для получения такого нанобетона производились и поставлялись «НТЦ ПН», а на саму композицию нами (Пономаревым А.Н. и Юдовичем М.Е.) подана заявка на патент РФ (№ 2007117485/03(019043), приоритет от 10.05.2007). Фотография моста, использованная М.Н. Ваучским в своей статье, сделана мною лично в ходе осуществления авторского надзора за укладкой покрытия. В числе других снимков этого объекта она была впервые обнародована мною в докладе «Нанобетон: состояние и перспективы» на Международной конференции по применению инноваций в народном хозяйстве в Мариинском дворце Санкт-Петербурга 19 ноября 2007 г. Фотография использована автором статьи без какого-либо на то разрешения.

Это же относится к электронно-микроскопическим фотографиям цементного камня. Последние опубликованы в статье Пономарева А.Н. «Синергизм наноструктурирования цементных вяжущих и анизотропных добавок в композиционных бетонах», Вестник гражданских инженеров, №2(3), с.47-53, 2005 г.

Далее, относительно водорастворимых углеродных нанокластеров. Я, Юдович М.Е., не являюсь единственным автором идеи. Таких авторов трое, и М.Н. Ваучский не входит в их число. Не может он знать и о сути способа получения подобных кластеров; таким образом, использованное в его статье выражение «мы научились…», по меньшей мере, неуместно.

Далее, идея о модификации суперпластификаторов углеродными наночастицами принадлежит Пономареву А.Н. и Юдовичу М.Е. Разработкой этой темы мы занимаемся и поныне; в 2006-2007 гг. работы финансировались грантом РФФИ № 06-08-00246а, руководителем был Юдович М.Е., а автор статьи не имел никакого отношения к работе и даже о ней не знал. Результаты наших экспериментов опубликованы в серии статей; некоторые из них приведены ниже:

  • Пономарев А.Н. Проблемы синергизма в наноструктуриро ванных цементных вяжущих и анизотропных полимерных добавок в композиционных бетонах // VIII академические чтения РААСН, Самара, 2004 г.
  • Юдович М.Е., Пономарев А.Н., Великорусов П.В., Емелин С.В. Регулирование свойств пластичности и прочностных характеристик литых бетонов. // Строительные материалы, №1, 2007 г. С. 2-3.
  • Юдович М.Е, Пономарев А.Н. Наномодификация пластификаторов, регулирование их свойств и прочностных характеристик литых бетонов // Стройпрофиль, № 6(60), 2007 г. С. 49-51.
  • Юдович М.Е., Пономарев А.Н., Гареев С.И. Поверхностно-активные свойства модифицированных пластификаторов. // Строительные материалы, №3, 2008 г. С. 44-46.

В этих полученных и опубликованных без участия М.Н. Ваучского материалах изучены эффекты наномодификации многих типов суперпластификаторов, в том числе С-3 и Зика Вискокрет; там же изложены выводы, которые пересказывает М.Н. Ваучский в своей статье.

Что касается результатов (изложенных в упомянутой статье от первого лица), полученных начальником лаборатории ОАО «Полипласт» (г. Кингисепп) Л.Д. Соловьевой, то они до последнего времени вообще имели статус конфиденциальных; стали известны М.Н. Ваучскому в частных беседах и опубликованы им также без разрешения.

И, наконец, о терминах «супер» и «гиперпластификаторы». Еще в 2006 г. на выставке «Высокие технологии и инновации» (Ленэкспо) компания «НТЦ Прикладных нанотехнологий» (правопреемница ЗАО «Астрин-Холдинг») получила золотую медаль за разработку гиперпластификаторов путем наномодификации известных суперпластификаторов. М.Н. Ваучский в то время и позже не работал в данной компании и не имел отношения к ее (компании) разработкам; он устроился работать по совместительству в «НТЦ ПН» только с 1 января сего года.

Заключая обсуждение особенностей рассматриваемой статьи, приходится констатировать следующее: 90% приводимого автором фактического материала получено без какого-либо его участия, опубликовано им без какого-либо разрешения и без каких-либо конкретных ссылок на фактических авторов, — а потому является конкретным и легко доказуемым плагиатом.

Как можно видеть, в НТЦ Прикладных Нанотехнологий выполнен (и выполняется) целый комплекс работ, связанных с целенаправленным изменением надмолекулярной структуры цементных бетонов. При этом строительная тематика является лишь частью более общего материаловедческого направления фундаментальных и прикладных исследований, выполняемых на нашем предприятии[1]. Успех таких работ не в последнюю очередь связан с тем обстоятельством, что мы обладаем более чем 15-тилетним опытом разработки и получения различного вида углеродных наномодификаторов фуллероидной природы (см., например,[2]).

Легкий наноструктурированный бетон (нанобетон) является первым, но не единственным примером успешного применения разработанных на нашем предприятии методов целенаправленного изменения структуры конденсированных сред.

Здесь уместно дать следующее определение: нанобетон – это группа методов и спектр наноматериалов, использование которых в различных сочетаниях позволяет управлять набором свойств строительных композиций на основе минеральных вяжущих. Общий признак: нанобетон обладает теми или иными преимуществами благодаря особой структуре, задаваемой на нано- и микроуровнях. При этом нанобетонами могут быть названы бетоны совершенно различных классов и марок [3].

Спектр наноматериалов, применяемых для модификации, очевидно, может включать в себя лишь наночастицы, обладающие необычными электрофизическими свойствами. Только в этом случае для получения значимых эффектов можно обойтись каталитическими количествами таких частиц. В противном случае использование метода наномодификации при производстве тоннажных изделий оказывается экономически невыгодным.

Удачной иллюстрацией этого могут служить открытые и изученные на нашем предприятии углеродные наночастицы – астралены [2,4]. Недавние наши теоретические исследования показывают, что на поверхности этих частиц осуществляются гигантские электромагнитные резонансы [5]. Именно этим эффектом можно объяснить открытое ранее экспериментально явление структурированного роста цементного камня (см. обсуждавшиеся выше электронно-микроскопические фотографии цементного камня).

Следующим из методов, используемых нами в технологии нанобетона, является применение базальтовой микрофибры (длина 100 – 500 мк, толщина 8 – 10 мк). Такая фибра, аппретированная астраленами, не только обеспечивает микромодификацию цементного камня, но и является удобным инструментом равномерного распределения макроколичеств (1 – 10 г на тонну) астраленов в бетоне.

И, наконец, о последнем методе, использованном в технологии нанобетона. Речь идет об открытом нами эффекте значительного усиления пластифицирующих свойств суперпластификаторов при введении в них углеродных наночастиц. Первоначально эффект был открыт для астраленов и подобных им частиц фуллероидной природы [6].

Эффект состоит в значительном (на 2 – 3 класса, т.е., например, от П2 до П4 или от П3 до П5) усилении пластифицирующих свойств суперпластификаторов при введении в них малых количеств углеродных наночастиц. Существенно, что эффект наблюдается как для пластификаторов полиметиленнафталинового, так и для поликарбоксилатного ряда. С помощью него можно, например, при небольшом удорожании увеличить эффективность действия классического С-3 до уровня новейших препаратов фирм Zika или Basf.

Существенно также, что наличие эффекта не зависит от химической природы суперпластификатора, а, следовательно, имеет физическую природу и состоит, по-видимому, в дополнительном раскрытии глобулярно организованных цепей водорастворимого полимера, коим является суперпластификатор.

Масштабное использование рассматриваемого эффекта до последнего времени сдерживалось тем обстоятельством, что углеродные наночастицы нерастворимы в воде (да и в любом другом растворителе). Поэтому приходилось применять коллоидные растворы, что тут же приводило к возникновению проблемы устойчивости последних. Различные паллиативные решения (вроде использования ПАВов) не устраняли проблему в целом.

Кардинальное решение данного вопроса было найдено в НТЦ ПН, когда нам удалось синтезировать гидрофильные кластеры углерода. Водные (истинные) растворы этих кластеров обеспечивают такое же (если не более сильное) увеличение эффективности действия суперпластификаторов, а стоят на порядок дешевле.

Испытания данных препаратов в настоящее время заканчиваются в НТЦ Прикладных Нанотехнологий; до их окончания мы не считали возможным открытое опубликование результатов.

Литература

  1. Пономарев А.Н. Технико-экономические аспекты и результаты практической модификации конструкционных материалов микродобавками нанодисперсных фуллероидных модификаторов // Вопросы материаловедения, № 3(35), 2003. С. 49 – 57.
  2. Пономарев А.Н., Никитин В.А. Полиэдральные многослойные углеродные наноструктуры фуллероидного типа и способ их получения, патент РФ на изобретение № 2196731,2002 г.
  3. Пономарев А.Н. Нанобетон – концепция и перспективы. 1. Синергизм наноструктурирования цементных вяжущих и армирующей фибры // Строительные материалы, № 5, 2007. С. 2-4.
  4. Пономарев А.Н., Юдович М.Е. Многослойные полиэдральные наночастицы тороидальной формы. Заявка на выдачу патента РФ № 2008117759/15(020447), приоритет от 23.04.2008.
  5. Пономарев А.Н., Юдович М.Е., Груздев М.В., Юдович В.М. Взаимодействие электрического поля с неметаллическими наночастицами. Часть I. Теоретическая оценка топологического фактора. ЖЭТФ, 2008, в печати.
  6. Юдович М.Е., Пономарев А.Н. Наномодификация пластификаторов, регулирование их свойств и прочностных характеристик литых бетонов // Стройпрофиль, №6(60), 2007. С. 49-51.

Текст статьи в pdf

Контакты Карта сайта
Все права защищены. При использовании информации с данного сайта ссылка на источник обязательна