А знаете ли вы, что пластик использовался уже с первых дней освоения космоса человеком? Так, скафандр, в котором летал Юрий Гагарин, содержал лавсан — полимер, из которого сегодня делают, в частности, пластиковые бутылки. В наши дни для космических ракет нередко используют композиты, в том числе и полимерные. Это помогает сэкономить от 5 до 30% веса летательного аппарата и снизить стоимость полета.
На сегодняшний день чаще всего в космической отрасли используют термопластики, стеклопластики, углепластики, боропластики, органопластики, порошковые полимеры и текстолиты. А в чем преимущество полимеров и каким изменениям они подвергаются в космосе — рассказали эксперты СИБУРа. Предлагаем вашему вниманию интересный и познавательный в День космонавтики материал.
Композиты, которые используют в космической отрасли, должны быть устойчивы к криогенным температурам, быть прочными и гибкими, не выделять газы. Например, каптон стабилен в диапазоне температур от минус 273 до плюс 400 градусов по Цельсию и благодаря этому использовался в программе «Аполлон» в качестве теплоизоляции лунного модуля. А сегодня его используют не только при изготовлении внешних слоев скафандров или для устранения мелких повреждений обшивки космических кораблей, но и для работы телескопа «Джеймс Уэбб» — из каптона сделан его термозащитный экран.
Но самый главный вопрос — как на полимеры в космосе влияет проникающая радиация и ультрафиолет. Потоки частиц разрушают поверхность полимерных материалов и кристаллическую решетку пластика. Например, пенополиуретан под действием альфа- и бета-излучения начинает крошиться.
«В случае высокоэнергетического гамма-излучения все еще серьезнее: деструкция начнет протекать по всей глубине материала, в том числе окисляется весь „пакет“ добавок, которые всегда есть в полимерах. Окрашивание материала, снижение прозрачности и механических свойств — самое ожидаемое изменение полимеров в космосе», — отмечает ведущий специалист лаборатории синтеза полимеров НИОСТ Максим Поздняков.
Чтобы избежать влияния космической радиации, в пластик добавляют различные компоненты, которые демонстрируют устойчивость к гамма-излучениям и ультрафиолету — например, армирующие волокна. Также для этих целей могут использовать наночастицы, однако эта технология довольно трудоемка. Эксперты СИБУРа отмечают, что добиться равномерного распределения наночастиц в материалах очень сложно и для этого используют множество различных технологий.
Сегодня радиационно-стойкий пластик производят преимущественно путем изменения внутренней структуры. «В них по-другому организована макромолекулярная цепь: если макромолекулярная цепь полиолефинов (полипропилен/полиэтилен) содержит атомы углерода в виде простых линейных цепочек, то у радиационно-стойких эти атомы углерода формируют циклические ансамбли, например, бензольных колец», — объясняет Максим Поздняков, ведущий специалист лаборатории синтеза полимеров в НИОСТе. Плюс использование добавок делает такой материал более устойчивым к агрессивному космическому воздействию. Но у такого материала есть ограничения: из-за того, что такие полимеры высококристалличные, получить из них прозрачные изделия невозможно.
Однако радиационно-стойкие полимеры нашли применение не только в космосе, но и на Земле. Например, полиэфиркетокетон и полиэфирэфиркетон широко используются в медицине, поскольку переносят стерилизацию рентгеновскими лучами после изготовления имплантата. Кроме того, подобные полимеры применяют при изготовлении периферии ядерных реакторов — трубопроводов, элементов защитной футеровки активной зоны.
____________________________________________________________________
📍 Подписывайтесь на канал Амурского ГХК – одного из крупнейших в мире предприятий по производству полиэтилена и полипропилена
Проект в социальных сетях:
VK | Telegram | YouTube | RuTube
📌 3 олимпийских стадиона можно построить из бетона, использованного в строительстве Амурского ГХК
📌Замороженный воздух: зачем на Амурском ГХК строят криогенную воздухоразделительную станцию?