Ученые разработали технологию получения армированных композитных материалов, где преимущественно используются компоненты, производимые в России. Она позволит импортозаместить поверхностно-активные вещества (ПАВ), без которых эти композиты невозможно произвести. Работа выполнена сотрудниками подведомственного Минобрнауки России Казанского федерального университета (КФУ).
Армированные композитные материалы — это материалы искусственного происхождения, состоящие из двух или более компонентов. Армируют (укрепляют) такие композиты волокнами — стеклом, базальто- и углепластиком. Применяются они в самых разных отраслях промышленности — строительстве, аэрокосмической отрасли, ветроэнергетике, медицине, авиа-, автомобиле- и судостроении.
«Использование технологии армирования базальтовыми, углеродными, стеклянными или арамидными волокнами улучшает механические свойства и плотность композитов. Для обеспечения надежной связи армирующего наполнителя с полимерной матрицей в качестве пленкообразователей и аппретов (укрепляющих веществ) для обработки стеклянных, базальтовых, углеродных армирующих волокон часто используются водные дисперсии органических смол (эпоксидных, винилэфирных, эпоксиуретановых, полиэфирных и других), обладающих идентичной природой с полимерной матрицей композитов. Получение стабильных и коллоидно-устойчивых дисперсий органических смол невозможно без применения специальных ПАВов, большинство которых производится за рубежом», — говорит доцент кафедры неорганической химии Химического института имени А. М. Бутлерова, заведующий научно-исследовательской лабораторией (НИЛ) Металлполимерных систем КФУ Артур Ханнанов.
В данный момент ПАВы для армированных композитных материалов импортируются из Германии. В 2022 году ООО «НПФ «Рекон», занимающееся производством армированных композитных материалов, столкнулось с проблемой импортозамещения на отечественные аналоги и обратилось за помощью к казанским ученым. Прямая замена некоторых импортных ПАВов на российские аналоги при использовании стандартных технологических режимов не позволяла достичь необходимого качества продукции.
Исследователи выполнили комплекс научно-исследовательских работ по подбору и оптимизации условий их переработки.
«Мы помогли оптимизировать настроенный на зарубежные аналоги технологический процесс. Полученные научные результаты позволили создать водные дисперсии органических смол на основе ПАВов российского производства, которые могут применяться в качестве пленкообразующих компонентов замасливателей для базальтовых и стеклянных волокон. Проведенная работа позволила обеспечить техническую конкурентоспособность российских ПАВ в сравнении с импортными», — сообщает Артур Ханнанов.
По словам авторов, главное преимущество исследованных ПАВов — их невысокая стоимость и доступность на российском рынке.
Опытные партии пленкообразователей с применением российского сырья успешно используются при изготовлении базальтовых волокон на заводах Basalt СП ООО Mega invest industrial (г. Джизак, Узбекистан) и ООО «Каменный век» (г. Дубна, Россия).
Исследование выполнено в рамках проекта «Аппреты и замасливающие композиции на основе водных дисперсий органических смол для базальтовых волокон» в сотрудничестве с ООО «НПФ «РЕКОН».