Углеродное волокно для термопластичных композитов

Композитный дивизион Госкорпорации «Росатом» организовал опытно-промышленное производство углеродного волокна (УВ) марки UMT, совместимого с высокотемпературным термопластом полиэфирэфиркетоном. В технологии используется отечественный аппрет – специальный состав, способствующий созданию прочной связи между матрицей и армирующими волокнами в полимерных композиционных материалах. Разработка состава велась в лаборатории технологии получения УВ научно-исследовательского центра Композитного дивизиона совместно со специалистами НИЦ «Курчатовский институт» — ИРЕА.

Выпуск углеродного волокна марки UMT49-12K-TP осуществлен на собственной площадке промышленного производства углеродного волокна в Республике Татарстан. Ключевой вклад в выполнение проекта внесли специалисты научно-исследовательского центра Композитного дивизиона Госкорпорации «Росатом», а также предприятий в структуре дивизиона – «Алабуга-Волокно» и «Препрег-СКМ».

В настоящее время в России отрасль термопластичных полимерных композиционных материалов (ТПКМ) на основе УВ-наполнителей активно развивается. Вместе с тем, существуют факторы, которые ограничивают ее дальнейший рост. Один из них – недостаточное предложение в сегменте углеволокон, аппретированных под термопластичные матрицы. При существующих санкционных ограничениях это привело к полной зависимости производителей ТПКМ от импорта волокна.

Теперь термопластичные композиты производятся из отечественного углеволокна.

«Секрет успешной реализации нашего проекта лежит в слаженной работе нескольких предприятий внутри Композитного дивизиона: научно-исследовательского центра и промышленных площадок в Татарстане и Москве. Внедрение технологии с новым, импортозамещенным аппретирующим составом на промышленном производстве позволит насытить рынок углеволокна и преодолеть дефицит спроса, а также будет способствовать росту композитной отрасли», – пояснил руководитель лаборатории технологии получения углеродных волокон Композитного дивизиона Росатома Андрей Андреичев.

В ходе проекта, несмотря на экспортные ограничения со стороны основных стран-производителей аппретирующих составов, была разработана технология, позволяющая в перспективе удовлетворить потребность рынка в подобном углеволокне.

В Санкт-Петербургском политехническом университете Петра Великого (СПбПУ) были наработаны опытные ленточные однонаправленные препреги на основе углеволоконных жгутов. Получение образцов ТПКМ для физико-механических испытаний производилось параллельно на площадках СПбПУ и «Препрег-СКМ» методом термопрессования.

Испытания показали, что уровень свойств ТПКМ на основе нового отечественного углеволокна удовлетворяет требованиям ключевых заказчиков и сопоставим с продукцией мирового лидера в данном сегменте, компании Teijin.

Расширение линейки производимых Композитным дивизионом углеродных волокон, аппретированных под широкий спектр термопластичных и реактопластичных матриц, будет продолжено.

Проект реализуется в рамках КНТП «Новые композиционные материалы: технологии конструирования и производства» и единого отраслевого тематического плана НИОКР Госкорпорации «Росатом».