Евгений Александров, директор центра НТИ «Цифровое материаловедение: новые материалы и вещества» МГТУ им. Баумана, рассказал на конференции CREON о самовосстанавливающихся полиуретанах.
Самовосстанавливающиеся полимерные материалы (СВПМ) обладают способностью восстанавливать свои основные характеристики после повреждения. Восстановление может протекать автономно или под действием стимула. Такие материалы могут восстанавливать целостность, прочность и функциональные свойства (антикоррозионные, защитные, электрические, оптические свойства).
К СВПМ также относятся витримеры, которые сочетают в себе прочностные характеристики реактопластов, но при этом способны вести себя как термопласты (как под воздействием стимула, так и без него).
К основным механизмам самовосстановления относятся примесный и беспримесный. Примесное самовосстановление требует внедрения микрокапсул или микрососудистых сетей. При возникновении повреждения микрокапсулы или каналы разрушаются, высвобождается мономер, взаимодействует с катализатором и происходит сшивание. Беспримесное самовосстановление производится за счет наличия в материале обратимо расщепляющихся связей.
Для полиуретанов применяется как примесное самовосстановление (микрокапсулы), так и беспримесное. При беспримесном используются динамические ковалентные или обратимые нековалентные взаимодействия, которые могут быть вызваны нагревом, электромагнитным излучением, изменением pH, влажностью или изменениями ионной силы. Одним из ключевых направлений в разработке более совершенных самовосстанавливающихся материалов является сочетание как ковалентных, так и нековалентных динамических связей внутри одного и того же материала.
Самовосстанавливающиеся полиуретаны используются в автомобильной промышленности (самовосстанавливающиеся полимерные покрытия), электронике (гибкие электропроводящие элементы) и медицине (хирургические импланты с эффектом самовосстановления).
В 2025 году наибольшую долю рынка самовосстанавливающихся полимеров составили полиуретаны - 41%. Это обусловлено растущим спросом на материалы с повышенными эксплуатационными характеристиками в автомобильной и строительной отраслях.
С точки зрения конечного пользователя, в обозримом будущем лидировать станет медицинская категория, достигнув среднегодового темпа роста около 25,9%. Медицинский сегмент на рынке ПУ составил более 34,9% выручки. Область применения -материалы для медицинских устройств и имплантатов.
