МОСКВА, 5 окт — РИА Новости. Способ сделать прочнее углепластик, применяемый для изготовления элементов космических аппаратов и спортивного инвентаря, разработали ученые ВолгГТУ в составе научного коллектива. По мнению специалистов, улучшенный материал может быть более долговечным из-за лучшего сцепления нитей материала и особого "клея" между ними. Результаты представлены в Polymer Composites.
Из сплетенных нитей углеродного волокна в настоящее время производят углеткань, которая из-за высокой прочности при маленькой массе используется в создании углепластика для спортивных снарядов, протезирования, строительства в сейсмоактивных зонах и создания элементов космических аппаратов.
Углепластик — это углеткань, которую дополнительно "упрочнили". Это достигается склеиванием нитей с помощью специальных полимеров, получаемых из смол, рассказали в Волгоградском государственном техническом университете (ВолгГТУ).
"Используемые нити очень тонкие и ломкие, то есть их легко сломать, но сложно порвать. Еще одной проблемой является "зыбкость" границы волокон и скрепляющей смолы — именно по ним чаще всего проходят разломы в материале", — рассказал один из авторов работы, доцент кафедры "Химия и технология переработки эластомеров" ВолгГТУ Сергей Борисов.
Ученые ВолгГТУ совместно с коллегами из Института физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН поняли, как сделать более прочной связь между компонентами углеткани. Для этого на поверхности нитей был нанесен цинк, а в склеивающую смолу добавлены органические вещества, которые могли бы "ухватиться" за атомы металла (связующее на основе триэтиленгликольдиметакрилата, метакриловой кислоты, поливинилбутираля и 2-гидроксипропилметакрилата).
"В итоге мы получили материал, который на 77 процентов более жесткий при сгибании и требует на 28 процентов большего усилия для разламывания. Кроме того, слои ткани стали лучше сцепляться: напряжение при межслойном сдвиге повысилось на 62 процента", — добавил ученый.
Способы обработки и волокна, и связующего при создании улучшенного углепластика более щадящие, чем их аналоги, добавил специалист. Из-за этого большее количество полотна остается целостным.
В будущем коллектив исследователей планирует проверить другие эксплуатационные характеристики нового материала, например, стойкость к влаге или способность выносить циклические нагрузки, а также оценить экономическую эффективность новой технологии обработки компонентов углеткани.
Работа выполнена при поддержке программы развития "Приоритет-2030" по соглашению № 075–15–2025–063 в рамках научного проекта № 17/658-24.
