Регистрация / Вход
Прислать материал

Наномодифицированные связующие, предназначенные для получения высокопрочных термостойких композиционных материалов нового поколения, используемых в авиационной и космической технике

Докладчик: Горбунова Ирина Юрьевна

Должность: профессор, д.х.н., профессор

Цель проекта:
Разработка состава и основ технологии получения наномодифицированных композиционных материалов на основе эпоксисодержащих олигомеров с высокими прочностными характеристиками, термо- и теплостойкостью для использования в авиастроении, космической промышленности, транспорте для несущих элементов конструкций.

Основные планируемые результаты проекта:
Исследуется влияние нанонаполнителей и модификаторов на свойства связующих на основе эпоксидных олигомеров для композиционных материалов. Установлено, что введение модификаторов приводит к некоторому повышению термостойкости и ударной вязкости исследуемых связующих. В результате работы предполагается разработать нанокомпозиционные материалы, отвечающие следующим требованиям:
прочность при изгибе не менее 75 МПа; ударная вязкость не менее 75 КДж/м2; адгезия к наполнителям не менее 3 МПа; температура стеклования не ниже 180С; термостойкость не ниже 200 С. Свойства разрабатываемых материалов находятся на мировом уровне. Заявленные результаты будут достигаться при введении в эпоксидное связующее нанонаполнителей различной природы и термопластичных термостойких полимеров, растворимых в исходном олигомере, но выделяющихся в отдельную фазу в процессе отверждения.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Разработанные материалы разрабатываются для использования в авиастроении, космической промышленности, транспорте для несущих элементов конструкций. Известны мосты из композиционных материалов, в авиационной промышленности значительная часть самолетов в ряде стран изготавливается из композиционных материалов, например, элементы фюзеляжа. Композиционные материалы могут использоваться в элементах конструкций самолетов, мостов, автомобилей более широко, однако, этому препятствует ряд факторов: в ряде случаев недостаточные прочностные характеристики и термостойкость, кроме того, некоторое недоверие со стороны разработчиков конструкций к композиционным материалам. Популяризация достижений в области композиционных материалов должна позволить более широкое внедрение этих материалов в народное хозяйство. Разработке композитных материалов во всем мире уделяется большое внимание, наша страна не может отставать в такой важной области промышленности.

Текущие результаты проекта:
В соответствии с календарным планом составлен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, исследуемую в рамках ПНИ. В отчете отражены особенности модификации полимеров наночастицами различной химической природы.Разработаны и обоснованы экспериментальные и методические подходы для решения задач, поставленных в рамках ПНИ. Выбраны олигомеры, модификаторы и отвердители для получения НКМ.
Были выбраны олигомеры, отвердители, наномодификаторы и термопластичные модификаторы для получения материалов с требуемыми характеристиками. В качестве модификаторов опробованы углеродные нанотрубки, наноглина, наноалмазы, термопластичные модификаторы, в том числе полиариленэфиркетон, поликарбонат, полисульфон, полиэфирсульфон, полиэфиримид и полифениленсульфид. Разработаны лабораторные методики получения наномодифицированных композиционных материалов методом смешения, выбраны режимы проведения смешения при использовании различных компонентов системы.
Разработаны лабораторные методики оценки термостойкости НКМ. Для оценки термостойкости НКМ использовали метод дифференциальной сканирующей калориметрии, определяли температуру, при которой начинался интенсивный процесс деструкции. Методом ИК-спектроскопии определяли количество кислородсодержащих групп, образующихся в процессе термодеструкции. Разработаны лабораторные методики оценки процессов термодеструкции НКМ. Определены основные характеристики НКМ, при помощи которых будут оцениваться их свойства. Проведены предварительные испытания полученных образцов, показана целесообразность проведение дальнейших испытаний.