Ключевая функция концентрата — улучшение эксплуатационных свойств силиконовых резин. Добавление концентрата позволяет придавать материалу новые функциональные характеристики, превращая обычную резину в «умную».
Данное решение обладает широким спектром применения — от медицинской сферы до нефтегазодобывающей отрасли. Из «умных» силиконовых материалов можно производить детали для автомобильной, космической и горнодобывающей промышленности, медицинское оборудование, конвейерные системы.
«Мы подали заявку на выдачу патента РФ на изобретение «состав концентрата и способ его получения». Этот материал используется для модификации силиконов, как низковязких, так и высоковязких. Благодаря ему удается повысить прочность и задать материалу электропроводящие свойства, которые раньше было сложно достичь»
сообщил научный сотрудник ЦНФМ НГУ Андрей Скуратов.
Силиконовые резины находят широкое применение в промышленности и медицине. Из них изготавливают уплотнительные кольца, прокладки, покрытия для металлов, конвейерные ленты, а также детали медицинского оборудования.
Стандартные способы введения нанотрубок в силикон не дают желаемого результата. Если просто добавить порошок нанотрубок в материал, то он теряет свойства, быстрее разрушается, а заявленные антистатические свойства не реализуются, подчеркнули ученые. Команда ЦНФМ НГУ предложила принципиально иной подход: нанотрубки подвергаются предварительной обработке и распределяются в составе концентрата. Это позволяет избежать образования агломератов и равномерно «встроить» их в структуру силикона.
«Мы используем особый метод, при котором нанотрубки как бы «расплетаются» и диспергируются. На выходе получается рабочий продукт — концентрат. Использование концентрата нанотрубок легко встраивается в технологический процесс изготовления силиконовых резин, не изменяя его, что делает внедрение нашей разработки удобным для промышленности»
комментирует Андрей Скуратов.
Одним из ключевых преимуществ новых материалов стала возможность тонко регулировать уровень электропроводности за счет подбора концентрации МУНТ в силиконовой матрице. Эффективный диапазон содержания нанотрубок составляет от 0,2 до 0,8 мас.%, что позволяет получать материалы с заданными электрическими характеристиками без ухудшения их эластичности и прочности. Такой подход дает возможность адаптировать материал под конкретные требования применения — от антистатических до токопроводящих свойств. Кроме этого, введение МУНТ значительно увеличивает механическую прочность силикона. Специалистам удалось повысить модуль упругости и сопротивление раздиру на 25–35 %. В результате изделия становятся долговечнее и устойчивее к механическим нагрузкам.
«Мы смогли не только подтвердить улучшение физических характеристик, но и показать, что материал становится функционально гибким. С его помощью можно корректировать электрические свойства в зависимости от потребностей заказчика. А это открывает возможности для очень широкого применения»
говорит ученый.
Исследования проводились в рамках проекта, финансируемого Фондом Национальной технологической инициативы.
