• ЭИОС

Разработка физико-химических методов получения полимерных композитов с улучшенным межфазовым взаимодействием между сверхвысокомолекулярным полиэтиленом и наноструктурированными и наноразмерными наполнителями

Руководитель: 
Никифоров Леонид Александрович, 
вед. инженер Учебно-научно-технологической лаборатория "Технологии полимерных нанокомпозитов" ИЕН

Аннотация: 
Наиболее ответственным этапом в технологии получения полимерных композитов является совмещение наночастиц с полимером и их равномерное распределение в полимерной матрице, сложность которого заключается в склонности наночастиц к агломерированию, что препятствует получению однородной гетерогенной системы. Проект направлен на решение фундаментальной проблемы материаловедения - разработки физико-химических и химических методов улучшения взаимодействия на границе фаз “полимер - неорганический наполнитель”. В ходе работы предполагается создание способов физико-химического модифицирования частиц СВМПЭ путем внедрения в его полимерную цепь боковых функциональных групп, обладающих повышенным сродством к неорганическим наполнителям, в качестве которых выбраны природные слоистые и каркасные алюмосиликаты и синтетические наноразмерные частицы (карбиды, бориды, нитриды, оксиды p- и d-элементов). Значительное внимание будет уделено развитию методов увеличения удельной поверхности наполнителей с сохранением кристаллической структуры, что позволит интенсифицировать взаимодействие компонентов композиционного материала на поверхности раздела неорганической и органической фаз. Также для совмещения компонентов будет применяться технология смешения в жидкой среде под воздействием ультразвукового поля, при котором обеспечивается эффективная дезинтеграция агломератов наночастиц и их солюбилизация в высокомолекулярные глобулы полимера. Будут исследованы структурно-фазовый и структурно-химический состав, теплофизические характеристики, физико-механические и триботехнические свойства полученных материалов. Проведение указанных исследований позволит подобрать оптимальную технологию совмещения наполнителей с полимерной матрицей, которая позволит получить новый полимерный композиционный материал со структурной организацией, обеспечивающей улучшенные прочностные, деформационные и триботехнические характеристики. Применение полимерных материалов в узлах трения машин (подшипники скольжения, сепараторы подшипников качения, лентопротяжные устройства, зубчатые зацепления и др.) позволяет не только заменить металлы и сплавы, но и повышает надежность, долговечность и экологичность эксплуатации технических средств, снижая энергозатраты на их изготовление.