Новую технологию увеличения прочности полимерных композитов предложили в Энгельсе

Исследователи Энгельсского технологического института (ЭТИ, филиал Саратовского государственного технического университета (СГТУ) им. Гагарина Ю. А.) предложили новый подход к созданию полимерных композиционных материалов, сочетающий переработку промышленных отходов и энергоэффективную СВЧ-обработку, сообщается в пресс-релизе ЭТУ.

Авторами исследования выступили сотрудники ЭТИ — заведующий лабораторией коллективного пользования «Современные методы исследования функциональных материалов и систем», кандидат технических наук Антон Мостовой и инженер лаборатории «Обеспечение и сопровождение учебного процесса», кандидат технических наук Андрей Щербаков.

Разработчики предложили использовать кирпичную пыль, а именно мелкую фракцию, оседающую на фильтрах при производстве керамического кирпича, в качестве наполнителя для полиэфирных смол, из которых делают прочные конструкционные пластмассы.

Учёные определили оптимальное количество керамической фракции, которое необходимо добавлять в смолу для достижения наилучшего результата. Экспериментальным путём была доказана точность расчётов: прочность материала при ударе увеличилась на 40%, а жёсткость при изгибе — более чем в два раза.

Кроме того, на финальной стадии производства исследователи подвергли уже готовое отвержденное изделие СВЧ-обработке, что позволило ещё повысить предел прочности при изгибе, увеличить твёрдость материала, сопротивляемость ударным нагрузкам и термостойкость.

«Микроволны заставляют молекулы смолы активнее „сшиваться“ друг с другом, а также укрепляют связь между самой смолой и частичками кирпичной пыли. В результате получается более плотная и однородная структура. Кроме того, обработка помогает снять внутренние напряжения, которые возникают в материале во время обычного отверждения, и делает его более надежным», — рассказал Антон Мостовой.

Другим достоинством разработки является тот факт, что новый материал почти не впитывает влагу и сохраняет свои свойства даже после намокания и высыхания. Это особенно ценно для строительных материалов, которые эксплуатируются на открытом воздухе.

Отмечается, что технология, разработанная в филиале СГТУ им. Гагарина Ю. А., позволяет одновременно решить две задачи: найти применение промышленным отходам и получить материал с высокими эксплуатационными характеристиками. При этом такой метод не требует использования сложного и дорогостоящего оборудования, что делает его доступным для внедрения на уже существующих производствах.

Разработка открывает новые возможности для создания экологичных и экономически выгодных строительных материалов, которые могут найти применение в строительстве и других отраслях промышленности.

Работа опубликована в высокорейтинговом международном журнале «Polymers» (Q1, издательство MDPI).