Эти полимерные композиты могут быть использованы в условиях сурового климата Крайнего Севера — Арктики, например, при производстве морских ледостойких платформ, трубопроводов, резервуаров для хранения технических жидкостей и емкостей для горючего.
Главная особенность технологии заключается в применении термопластичного связующего из конструкционного термопласта — полиамида-6, что позволяет улучшить качество сцепления элементов композиционных материалов.
«Полимерные композиционные материалы широко применяются в авиастроении, ракетостроении, энергетике, строительстве и других стратегически важных отраслях. Однако многие такие материалы при низких температурах становятся хрупкими, теряют эксплуатационные свойства и могут разрушаться. Разработанная нами технология позволяет изготавливать прочные и термостойкие композиты, сохраняющие несущую способность в широком диапазоне температур. Эти уникальные материалы могут быть востребованы в условиях Арктики — они будут способны выдерживать температурные перепады от -50 до +50 °С»
поделилась Ирина Злобина.
По словам ученых СГТУ, главной проблемой применения полимеров в качестве связующих для композитов является их недостаточная совместимость с армирующими материалами, особенно с углеродными волокнами. Поэтому в процессе изготовления изделий возникают поры и пустоты, которые приводят к снижению прочности и жесткости.
Другой фактор, сдерживающий их применение — высокая стоимость. Перед учеными-материаловедами стояла задача уменьшения объема связующих материалов в изделии различными методами без снижения прочностных характеристик.
Исследователи предлагают применять упрочняющую технологию СВЧ обработки к композитам на основе термопластов, в частности, полиамида. В этом случае для получения объектов из них можно будет использовать 3D-печать, что повысит скорость производства.
В результате проведенных исследований отмечено, что прочность при растяжении опытных образцов, которые прошли СВЧ обработку, в среднем возрастает на 12%. Оценили и влияние низких температур — после их воздействия прочность при изгибе контрольных образцов снижается на 4-10 %, а опытных — только на 2-6%. В основе этих результатов лежит уплотнение микроструктуры.
Далее планируется проводить более детальные исследования влияния СВЧ обработки на полимерные композиты, которые используются в условиях арктического климата. Также будет расширен круг материалов и проверена эффективность СВЧ обработки на композитах на основе ряда полимеров.
Авторы исследования: кандидат технических наук, доцент кафедры «Техническая механика и мехатроника» ИММТ Ирина Злобина, доктор технических наук, профессор этой же кафедры Николай Бекренев, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры «Физика» Марина Алонова, аспиранты Максим Игнатьев и Данила Чуриков.
