27.12.2022

Разработка уникального устройства для получения полимерного композита

Ученые и студенты Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) демонстрируют устройство для получения нового полимерного композита

В Санкт-Петербургском политехническом университете Петра Великого создали устройство для получения нового полимерного композита, который получается в процессе смешивания двух компонентов.

Изобретение стало плодом труда не только учёных и студентов вуза, но экспертов по полимерным материалам Института высокомолекулярных соединений РАН.

Согласно разработанной технологии, вначале порошковый полимер электрически заряжается и превращается в псевдожидкость, через которую пропускаются углеродные волокна, которые облепляют частицы порошка. Затем эта масса плавится, превращаясь в похожую на мед густую жидкость, и твердеет. На выходе получаются гранулы композита, близкого по физическим свойствам к железобетону.

«Пластик в композите отвечает за сжатие, а волокна — за растяжение. Стандартные технологии позволяют добавлять волокна, которые разрублены на мелкие кусочки, длиной в доли миллиметров — 300 микрон и даже меньше, это делается для равномерного распределения по материалу. Нам удалось увеличить длину волокон до нескольких миллиметров, тем самым придав материалу отличную прочность, сопоставимую с металлами», — рассказал ведущий научный сотрудник научно-образовательного центра «Биомеханики и медицинской инженерии» СПбПУ Игорь Радченко.

Ученые СПбПУ уже напечатали на 3D-принтере несколько пробных деталей, которые используют для изучения и описания физических характеристик нового материала.

Изделия из нового композита изготавливать проще, дешевле и технологичнее, чем из других материалов. Например, металлы очень дороги в обслуживании и ремонте, а пластик петербургских ученых ремонтировать практически не придется. Кроме того, за счет использования аддитивных технологий можно выпускать малые тиражи деталей и разные прототипы без сложной перенастройки используемого оборудования.

«Мы разработали материалы и технологии их производства, из которых можно создать даже блок цилиндров для двигателя внутреннего сгорания. Он будет в разы дешевле и легче, его проще обрабатывать, сверлить в нем отверстия, создавать каналы для охлаждения», — дополнил Игорь Радченко.

Использовать новый материал можно практически в любой сфере — в машиностроении, авиастроении, судостроении, газовой и нефтяной промышленности, для создания космической техники и оборудования для общего и специального назначения. Одним из самых востребованных сценариев применения такого пластика станет изготовление медицинских протезов и имплантов. Благодаря легкому весу и физическим свойствам из композита можно сделать точную копию костей человека.

По сообщению пресс-службы СПбПУ