«Композиты России» работают над новыми покрытиями из продуктов сельскохозяйственной переработки
рубрика: наука
В химической лаборатории МИЦ «Композиты России», используя ранние исследования по разработке самовосстанавливающихся эпоксидных связующих, были созданы полиуретановые композиции, обладающие способностью к самовосстановлению (самозалечиванию) повреждений.
Как объясняют разработчики материала, они относятся к классу так называемых стимул-чувствительных или «умных» полимеров. Данные композиции способны изменять свои свойства под влиянием внешнего воздействия (стимула). В данном случае полиуретан (ПУ) при двухступенчатом термоциклировании (нагрев до 120°C, а затем — до 60°C) способен восстанавливать повреждения посредством обратимого образования химических связей по реакции Дильса-Альдера. Причем в отличие от материалов, в которых реализовано примесное самозалечивание (внедрение в материал частиц катализатора и микрокапсул/микроволокон с мономером), процесс самовосстановления не однократный, а может быть повторен несколько раз без особой потери механических свойств.
Внешний вид самовосстанавливающегося полиуретана
Микроснимки повреждённой области (1) и той же области после залечивания (2)
Цикл переработки
К достоинствам этих ПУ композиций стоит отнести так же то, что для их получения используются материалы, доступные из биовозобновляемых источников. В частности, фурфурол — продукт переработки сельскохозяйственных отходов. В настоящее время отработанные полимерные материалы либо сжигают, либо подвергают гликолизу с высвобождением полиола (гибкий сегмент полиуретана), либо перемалывают и используют в качестве наполнителя при производстве, к примеру, дорожных покрытий. В случае с разработкой МИЦ «Композиты России» получается не только материал по «зеленой технологии», но еще и с возможностью его вторичного использования. Образцы, использованные для механических испытаний, растворяли, подвергали нагреву и отверждали повторно. Механические свойства рециркулированного материала ухудшались незначительно, а сам рецикл успешно повторяли по меньшей мере 5 раз.
Ученые уверены, данные материалы актуальны для изготовления покрытий/подложек, которые поглощают вибрации от оборудования.
Потенциально самозалечивающиеся ПУ можно использовать в качестве влагостойких аналогов известных коммерчески доступных эластомеров.
