Российские ученые разработали технологию комплексного улучшения полимерных смол для авиации, судостроения и ветроэнергетики. Специалисты Пермского Политеха увеличили прочность материала на 29%, а также снизили в пять раз уровень его износа.
Исследователи совместили пять модифицирующих добавок, каждая из которых отвечает за отдельное свойство: прочность, сопротивление ударам и износу, устойчивость к влаге или сохранение формы после затвердевания. Их вводят в полиэфирные, винилэфирные и эпоксивинилэфирные смолы — жидкие синтетические составы, из которых после отверждения получают композитные материалы.
Объединить несколько модификаторов в одной смеси непросто: из-за различий в составе, размере частиц и механизме действия они могут мешать друг другу, вступать в нежелательные реакции или распределяться неравномерно. Ученые определили точную концентрацию каждого компонента и последовательность их добавления.
Наиболее заметно изменились свойства эпоксивинилэфирного состава. Его прочность выросла почти на треть, сопротивление ударам — вдвое, влагопоглощение уменьшилось в 1,2–1,8 раза, а износ — примерно в пять раз. Образцы растягивали, сгибали, били маятником, погружали в воду и проверяли на трение.
По словам исследователей, разработка позволит использовать доступные композитные материалы там, где раньше требовались более дорогие эпоксидные смолы. Помимо ветроэнергетики, технология может найти применение при производстве корпусов катеров, кузовных деталей автомобилей, а также емкостей и трубопроводов для химической промышленности.
Композитные материалы широко используют в ветроэнергетике для изготовления лопастей ветрогенераторов. Обычно для этого выбирают эпоксидные смолы — они отличаются высокой прочностью, долговечностью и устойчивостью к влаге. Однако такие материалы дороги в производстве и требуют сложной технологии обработки. Более доступные полиэфирные и винилэфирные смолы пока не подходят для подобных конструкций из-за недостаточной прочности и высокой изнашиваемости.
