«Современная промышленность постоянно ищет способы уменьшения веса металлических конструкций без потери их прочности. Особенно востребованы такие решения в авиации, где каждый килограмм лишнего веса увеличивает расход топлива, а также в медицине. Однако существующие материалы часто уступают металлам по термостойкости и механической прочности, что ограничивает возможность их применения»
рассказали ученые КБГУ.
Исследователи получили полимерные материалы, способные решить эту проблему. Новые материалы могут работать в экстремальных температурных условиях: от – 100 до + 300 °C. Также они на 70% легче титана, на 50% легче алюминия и на 80% легче стали.
«Наши материалы могут заменить металлы в различных отраслях, от медицины до авиастроения, существенно снижая вес изделий. К примеру, замена 15 тыс. металлических зажимов в самолете на полимерные аналоги экономит более 2 млн рублей затрат на топливо и снижает выбросы углекислого газа на 80 тонн в год»
комментирует проректор КБГУ по научно-исследовательской работе Светлана Хаширова.
Как сообщается, предложенный способ переработки производства основан на адаптации технологии порошкового литья (PIM) для полимерных материалов. Такой метод позволяет использовать в качестве сырья высокомолекулярные полимерные порошки, которые очень сложно переработать традиционными методами. Технология порошкового литья ранее применялась только для металлов и керамики.
По словам авторов исследования, данный подход к переработке отличается экологичностью, исключает образование отходов, сокращает время и расширяет возможности изготовления пластмассовых деталей, а сами материалы пригодны для вторичной переработки.
В ходе исследований ученые использовали порошковое литье для таких высокотемпературных полимерных порошков, как полиэфиркетоны и полисульфоны, в том числе, полиэфирэфиркетоны (PEEK) и полифениленсульфоны (PPSU), которые уже применяются в авиации и медицине. Уникальность метода заключается в том, что он позволяет переработать ценные сверхвысокомолекулярные полимерные порошки в изделия сложной формы.
«Мы определили оптимальные условия спекания полимерных порошков, что позволило создавать изделия сложной геометрии. Это открывает новые возможности для производства деталей, которые невозможно получить такими традиционными методами, как литье под давлением или экструзия»
говорит старший научный сотрудник центра прогрессивных материалов и аддитивных технологий КБГУ Азамат Слонов.
Ученые планируют вывести на рынок десять новых марок медицинских полимеров, которые отличаются высокой прочностью и устойчивостью к многократной стерилизации. Эти материалы предназначены для создания легких и надежных хирургических инструментов. В настоящее время подобные материалы в России не производятся.
