Gorskie.ru на Twitter Gorskie.ru на VK Gorskie.ru в Одноклассниках 
rueniw
Профессор Авраам Исаев — инноватор технологии переработки полимеров

Премия Джеймса Л. Уайта Общества по переработке полимеров за 2012 г. была присуждена профессору Аврааму Исаеву за выдающуюся инновационную разработку в области технологии переработки полимеров.

Авраам Исаев, заслуженный профессор полимерной инженерии Университета Акрона, штат Огайо, США, внес фундаментальный вклад в переработку полимеров и их моделирование, включая литье пластмасс и каучуков под давлением, совместное литье, литье с переносом и сжатием, литье пластмасс под давлением с использованием газа, рео-оптику, реологию и конститутивные уравнения пластмасс и эластомеров, нефтепродукты и дисперсные системы. Он открыл и широко исследовал непрерывные процессы ультразвуковой декросшивки каучуков и термореактивных материалов, самоармированных или in situ композитов на основе полимерных смесей с участием термотропных LCP, непрерывные процессы ультразвуковой сополимеризации полимерных смесей in situ с помощью ультразвука высокой мощности и непрерывные процессы ультразвукового диспергирования различных нанофиллеров в расплавах полимеров.

Среди множества экологических проблем, с которыми сталкивается человечество в 21 веке, особое место занимает проблема утилизации отходов, в том числе переработка и повторное использование резиновых отходов. Современная технология переработки резины в основном основана на сжигании использованных шин для восстановления их калорийности, которая лишь в два раза превышает калорийность угля. Кроме того, шины измельчаются до мелких частиц для добавления в первичную резину в качестве наполнителя. Профессор Исаев открыл и запатентовал экструзионный процесс и оборудование для ультразвуковой девулканизации каучуков и сшитых полимеров. Было показано, что ультразвуковые волны определенного уровня в присутствии тепла и давления в течение нескольких секунд или менее способны разрушить трехмерную структуру сшитого каучука. Этот девулканизированный каучук становится мягким, пригодным для переработки и отверждаемым. Этот процесс не требует использования каких-либо химикатов и позволяет экономить энергию, необходимую для производства новых каучуков. Он также позволяет создавать новые материалы и продукты. Доктор Исаев и его коллеги провели значительные экспериментальные и теоретические исследования для разработки новой научно обоснованной технологии и обеспечили научное понимание новых процессов девулканизации.

Они предложили модель и механизм девулканизации, рассматривая распространение ультразвуковых волн в движущейся вязкоупругой среде, обеспечивающей высокую локальную плотность энергии, приводящую к перенапряжению химических связей, вызывающему разрушение различных сшивок, что приводит к девулканизации и распутыванию. Были девулканизированы грунтовая резиновая шина и различные каучуки, натуральные и синтетические. Был выяснен механизм этого процесса. Девулканизированные каучуки были ревулканизированы, и их свойства были изучены. Было исследовано влияние условий обработки на свойства каучука. Гель-фракция и плотность сшивок девулканизированных образцов, а также механические свойства ревулканизированных каучуков были проанализированы в зависимости от параметров обработки, включая амплитуду ультразвука, скорость потока, зазор зоны обработки, температуру, давление и мощность ультразвука. Было обнаружено, что плотность сшивок различных девулканизированных каучуков однозначно коррелирует с долей геля и не зависит от параметров, характеризующих поглощенную энергию. Следовательно, степень девулканизации может быть охарактеризована только одним параметром, таким как плотность сшивок или доля геля в девулканизованном каучуке. Наиболее полным параметром, характеризующим степень обработки, является удельная акустическая энергия, потребляемая на единицу массы каучука, которая, по оценкам, добавляет всего один процент к стоимости каучука. Промышленное применение этой технологии окажет значительное влияние на дальнейшее распространение технологии переработки в автомобильной, обувной, строительной и шинной промышленности. Технология была лицензирована компанией Avraam Corp. при Университете Акрона, занимающейся переработкой резины. Первый промышленный экструдер для девулканизации с 3,5-дюймовым шнеком был построен, испытан и выпущен в серийное производство. Разработка и производство нового промышленного экструдера для девулканизации были профинансированы компанией NIKE, которая ведет бизнес по всему миру. В процессе проектирования и производства участвовали несколько компаний, включая Branson Ultrasonics, FM Machine и Davis Standard. Технология экономически оправдана, поскольку стоимость девулканизированной резины значительно ниже стоимости нового сырья. При включении девулканизированной резины в производственный поток будут устранены заводские резиновые отходы. Таким образом, этот новый процесс окажет значительное влияние на экономику при его применении на региональном, национальном и глобальном уровнях. Эта технология была удостоена двух патентов США и многих иностранных. Недавно был подан новый патент США и заявка на патент РСТ на декросшивание сшитых пластмасс и каучуков с помощью ультразвукового двухшнекового экструдера, который еще более эффективен, чем предыдущие технологии.

Доктор Исаев с коллегами открыл и запатентовал новый процесс изготовления самоармированных или in-situ композитов на основе термотропного жидкокристаллического полимера (ЖКП)/термопластика и смесей ЖКП/ЖКП и начал масштабные экспериментальные исследования в этой области. Он показал, что при определенных условиях обработки и концентрации ЖКП, он обладает способностью формировать микрофибриллы (волокна диаметром от 0,1 до 10 микрометров в термопластичных матрицах) во время этапа обработки. Новый процесс позволяет получать самоармированные композиты, которые демонстрируют высокую механическую прочность, отличную термическую и химическую стойкость, а также простоту обработки. Благодаря его исследованиям, проводившимся на протяжении 25 лет, была разработана научно обоснованная технология самоармированных композитов, позволяющая определить условия обработки для успешной фибрилляции различных LCP в термопластичных матрицах. Кроме того, он предложил запатентованную технологию получения ламинатов из самоармированных композитов, основанную на взаимодействии температур плавления компонентов в смесях. Кроме того, самоармированные смеси LCP/LCP были изготовлены методом литья под давлением, причем эксплуатационные свойства формованных изделий были значительно выше, чем у всех существующих в настоящее время термопластов. Результатом этих исследований стали 12 американских и множество иностранных патентов.

Д-р Исаев с коллегами на основе фундаментальных исследований открыл и запатентовал процесс экструзии с применением ультразвука высокой мощности для образования сополимеров in situ и совместимости смесей несмешивающихся полимеров в расплавленном состоянии. Процесс происходит за очень короткое время (около 10 с) и приводит к стабильной морфологии смеси в расплавленном состоянии и значительно улучшает механические свойства сополимеров, совместимых in situ. Также было получено усиление реакций переэтерификации в смесях.

Д-р Исаев и его коллеги опубликовали фундаментальные научные статьи, связанные с развитием основных экспериментальных и теоретических представлений о процессах формования, особенно связанных с вязкоупругими эффектами. В частности, они опубликовали экспериментальные и теоретические статьи о застывшей молекулярной ориентации и остаточных напряжениях при литье под давлением аморфных и полукристаллических полимеров и разработали методологию, включающую влияние индуцированной потоком кристаллизации и кристаллизации по методу добровольца на развитие структуры при литье полукристаллических полимеров. На основе этих разработок был предложен новый теоретический подход к моделированию анизотропной усадки в пресс-формах. Гипотезы были тщательно проверены по обширным экспериментальным данным. Для аморфных полимеров подход был основан на использовании сжимаемого нелинейного вязкоупругого определяющего уравнения для расчета компонентов тензора напряжения остаточного течения и их связи с различными компонентами двулучепреломления с помощью правила «напряжение-оптика». Вклад тепловых напряжений в двулучепреломление был рассчитан на основе фотовискоупругого определяющего уравнения с измеренным напряженно-деформационным оптическим поведением. В полукристаллических полимерах, в дополнение к вышеуказанным эффектам, была учтена индуцированная потоком кристаллизация. Недавно были проведены новаторские фундаментальные исследования литья под давлением световодных пластин (LGPs) с поверхностными микроструктурами и обнаружена сильная корреляция между их яркостью и степенью заполнения микроструктур и замороженным двулучепреломлением в LGPs.

Доктор Исаев и его коллеги внесли новаторский вклад в разработку научно обоснованной технологии литья резиновых смесей под давлением и провели обширные экспериментальные исследования для проверки предложенного подхода. На основе этих достижений в настоящее время можно определить подходящие условия обработки при литье резины под давлением, чтобы избежать преждевременной вулканизации при заполнении полости и определить состояние распределения вулканизата в формованных изделиях. Исаев разработал методологию для определения кинетики вулканизации, необходимой для успешного литья резин под давлением, включая включение неизотермического заполнения полости в сочетании с неизотермическим временем индукции и неизотермической кинетикой вулканизации. Эта разработка в настоящее время используется в программном обеспечении Moldflow для литья резины под давлением.

Д-р Исаев и его коллеги провели решили давнюю проблему, осуществив первое успешное моделирование вязкоупругих и вязкопластичных пластических течений двумерного плоского потока сжатия и расширения при числах Дебора, достигающих 1000, что соответствует течению расплава при переработке полимеров. Из литературы известно множество попыток решения данной проблемы различными исследовательскими группами, но ни одна из них не смогла получить решение выше числа Дебора порядка единицы. Группа Исаева смогла преодолеть это ограничение и сравнила теоретические предсказания с экспериментальными данными по возникновению и релаксации двулучепреломления в сходящихся и расходящихся потоках при высоких числах Дебора. Позже его группа распространила разработанный подход на решение проблемы вязкоупругого течения в каналах с подвижной границей, как, например, в обратных клапанах машин для литья под давлением. Кроме того, его группа провела новаторские экспериментальные и теоретические исследования динамического поведения различных обратных клапанов и представила их рейтинг в отношении способности закрываться во время впрыска различных термопластов, что послужило основой для выбора подходящих обратных клапанов в машинах для литья под давлением.

Д-р Исаев и его коллеги разработали новые методы непрерывного диспергирования нанонаполнителей в полимерных матрицах для производства нанокомпозитов с использованием ультразвуковой одно- и двухшнековой экструзии. Они провели фундаментальные исследования по смешиванию углеродных нанотрубок, углеродных нановолокон и различных частиц нанонаполнителей в термопластичных и резиновых матрицах. Они обнаружили значительные изменения порога перколяции, тепло- и электропроводности под действием ультразвука в экструдерах.

Д-р Исаев со своей научной группой опубликовал 230 статей в научных журналах, 30 глав в книгах, 7 статей в энциклопедиях, 151 статью в сборниках материалов конференций и представил 275 докладов на национальных и международных конференциях и 114 семинарах по всему миру. Имеет 25 патентов США и множество зарубежных. Он преподавал несколько краткосрочных курсов в США и по всему миру. Он является соавтором 1 монографии, редактором или соредактором 7 книг. Он выпустил 40 докторов наук, 36 магистров и консультировал 28 постдоков и приглашенных ученых. Он является главным редактором журнала "Advances in Polymer Technology" и работал в 11 редакционных и консультативных советах различных журналов. Его работа освещалась на телеканале PBS, в журнале "Science Update of AAAS", множестве газет и отраслевых журналов по всему миру. Он является партнером и директором по технологиям в компании Avraam Corp, A Rubber Recycling Company, Акрон, штат Огайо.

Д-р Исаев является обладателем множества почетных званий и наград, в том числе советской премии «Молодой ученый», премии OMNOVA Solutions Signature University Award от фонда OMNOVA Solutions, премии Melvin Mooney Distinguished Technology Award и Stafford Whitby Award за выдающееся преподавание и исследования от Rubber Division of the American Chemical Society, серебряной медали Института материалов (Лондон), премии имени Г. В. Виноградова от Реологического общества (Москва) и премии NorTech Award. Его биография приведена во многих изданиях «Кто есть кто». Он является членом Общества инженеров по пластмассам.

До прихода в Университет Акрона в 1983 году д-р Исаев работал в Корнельском университете, Технионе, Институте нефтехимического синтеза имени Топчиева АН СССР и Государственном научно-исследовательском институте азотной промышленности СССР.

stmegi.com

Прочитано 2006 раз

Читайте нас на:

    

    Канал Gorskie.ru в Telegram

Еврейский информационный центр

Gorskie.ru - первый сайт горских евреев, основанный в 2000 году. Мы являемся независимым информационным проектом, рассказывающем не только о жизни евреев Кавказа, но и о еврейских общинах по всему миру.

 Gorskie.ru на Twitter Gorskie.ru на VK Gorskie.ru в Одноклассниках 

Информация

Архив

« Май 2024 »
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
    1 2 3 4 5
6 7 8 9 10 11 12
13 14 15 16 17 18 19
20 21 22 23 24 25 26
27 28 29 30 31    

Подпишитесь