Российские ученые разработали импортозамещающий композит для авиастроения

Материал на основе полимерной матрицы и углеродных волокон подлежит переработке

«Ученые из университета МИСиС создали новый композитный материал на основе суперконструкционных термопластичных полимеров и углеродного волокна, который эффективно сохраняет свои эксплуатационные свойства под воздействием агрессивной среды, такой как авиатопливо, и при этом легко поддается вторичной переработке. Большинство существующих на сегодняшний день композитов с углеродным волокном создаются на основе эпоксидной смолы и других неплавких, нерастворимых материалов, не подлежащих утилизации», – говорится в сообщении пресс-службы МИСиС.

Как отмечают в вузе, такой материал может заменить импортные аналоги, в том числе применяемые в авиастроении, для создания элементов силового набора и корпусных конструкций самолетов. В отличие от существующих композитов новый материал можно легко переработать или утилизировать, что делает его экологичнее аналогов.

В качестве армирующего материала исследователи использовали углеродное волокно российского производства. Для изготовления матрицы, вместо обычной в таких случаях эпоксидной смолы, впервые применили порошок полимера полиэфирсульфона. Это аморфный термопластичный полимер, устойчивый к воздействию высоких температур, пара и различных химикатов, а также обладающий превосходными механическими свойствами. Также немаловажно, что полиэфирсульфон поддается переработке и утилизации, в отличие от «эпоксидки».

Исследователи подобрали наилучшие условия получения композитного материала и определили, что оптимальное содержание углеродных волокон для авиакомпозитов на основе полиэфирсульфона составляет 60-70% от общей массы конструкции. Использование модифицированного углеродного волокна позволило добиться стабильной структуры полученного композита и значительно улучшить его механические свойства и устойчивость к воздействию высоких температур. При этом, как отмечают авторы исследования, предложенная технология создания композитов на основе полиэфирсульфона и углеродных волокон позволяет регулировать свойства конечного материала в зависимости от степени наполнения полимерной матрицы волокнами.

«Говоря о возможностях применения материала, надо смотреть на конкретное изделие, в котором они будут применяться, так как для каждого есть свои условия работы в конструкции, требования по прочности, максимально допустимым деформациям. Соответственно, меняется схема армирования, и степень наполнения (содержание волокон) тоже будет разной. Но, если говорить, например, о материалах для авиастроения, оптимальное содержание углеродных волокон будет скорее в интервале 60-70% от общей массы конструкции», – заявил один из авторов работы, старший научный сотрудник центра композиционных материалов МИСиС Андрей Степашкин.

Misis.ru.