• ЭИОС

УНЛТ лаборатория «Технологии полимерных нанокомпозитов»

Лаборатория создана в октябре 2011 г., приказ №785-ОД от 14.10.2011. В этом же году закуплено, установлено и введено в эксплуатацию технологическое оборудование на сумму 52,816 млн. руб.

Площадь лаборатории – 185 м2

За работой Слепцова С.А. и Охлопкова А.А.

Заведующий лабораторией - Слепцова Сардана Афанасьевна, к.т.н., доцент.

Научный консультант – Охлопкова Айталина Алексеевна, г.н.с., д.т.н., профессор, зав. каф. высокомолекулярных соединений и органической химии (ВМС и ОХ) СВФУ.

Основные цели:

-участие в подготовке высококвалифицированных кадров нового поколения по специальностям 020101 «Химия», 020201 «Фундаментальная и прикладная химия» и другим специальностям и направлениям в области наноматериаловедения;

- проведение фундаментальных исследований по разработке физико-химических основ создания материалов с заданными свойствами для промышленности Севера;

- разработка технологий создания морозостойких полимерных нанокомпозитов антифрикционного и герметизирующего назначения;

-внедрение разработок для решения проблем функционирования техники, технологического оборудования, транспортных средств в экстремальных условиях Севера.

Тематика научных исследований связана с исследованиями по разработке принципов создания новых полимерных нанокомпозитов, предназначенных для эксплуатации в различных климатических условиях, характерных для районов Арктики, в составе деталей для узлов трения техники, технологического оборудования, соединительных муфт трубопроводного транспорта, ресурс которых ограничен при эксплуатации в экстремальных условиях.


tpn2.jpg tpn3.jpg
tpn4.jpg tpn5.jpg

Штатные сотрудники:

1. Слепцова С.А. – зав. лаб., к.т.н., доцент каф. ВМС и ОХ СВФУ;

2. Охлопкова А.А. – г.н.с., д.т.н., проф., зав. каф. ВМС и ОХ СВФУ ;

2. Петрова Н.Н. – г.н.с., д.х.н., проф., зав. каф. общей, аналитической и физической химии СВФУ;

3. Стручкова Т.С.– специалист 1 катег., к.т.н., доцент каф. ВМС и ОХ;

4. Федоров А.Л. - ведущий инженер, к.т.н.;

5. Шадринов Н.В. - ведущий инженер, к.т.н.

6. Охлопкова Т.А. – специалист 1 кат..

8. Васильев С.В. – инженер, аспирант;

7. Дьяконов А.А. - инженер

9. Капитонов Е.А. –инженер

10. Никифоров Л.А. -инженер, аспирант;

11. Капитонова Ю.В. – специалист, аспирант

Подразделения ВУЗа, в целях развития которых создана лаборатория:

· Институт естественных наук,

· кафедра ВМС и ОХ,

· НОЦ «Нанотехнологии»,

· Арктический инновационный центр.

Организации реального сектора экономики, участвующие в работе лаборатории: ООО «Нордэласт».

Научные организации, участвующие в работе лаборатории:

В области создания полимерных нанокомпозитов кафедра ВМС и ОХ ЯГУ сотрудничает со следующими организациями:

- Институт проблем нефти и газа СО РАН (г. Якутск);

- Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН (г. Новосибирск);

- Институт катализа СО РАН (г. Новосибирск);

- Институт неорганической химии СО РАН (г. Новосибирск);

- Институт полупроводников СО РАН (г. Новосибирск)

- Институт химии ДВО РАН (г. Владивосток);

- Институт элементоорганических соединений РАН (г. Москва),

- Всероссийским научно-исследовательским институтом синтетического каучука (г. Санкт-Петербург),

- Институт механики металлополимерных систем им. В.А. Белого НАН Беларуси (г. Гомель);

- Институт общей и неорганической химии НАН Беларуси (г. Минск);

- МГУ им. М. В. Ломоносова (г. Москва);

- Алтайский ГУ (г. Барнаул);

- Сургутский ГУ (г. Сургут).

Перечень приобретенного оборудования:

Наименование

Описание цели закупки

Стоимость, руб

Результат

Всего

Из них

Средства федерального бюджета

Внебюджетные средства

1

Рентгеновский дифрактометр ARL X’TRA

1. Проведение учебных курсов «Арктическое материаловедение», «Дисперснонаполненные полимеры», «Синтез и технология полимеров», «Химия и технология морозостойких эластомеров», «Физико-химические принципы формирования нанокомпозитов», «Конструирование и производство изделий из композиционных материалов», «Механохимические процессы и технологии», «Наноматериалы», «Нанотехнологии в матеиаловедении» для студентов специальности «Фундаментальная и прикладная химия» и направления бакалавриата «Химическая технология и биотехнология» БГФ.

2. Выполнение курсовых и дипломных проектов студентов.

3. Организация и выполнение научных исследовательских работ по тематике лаборатории и проведение научных изысканий аспирантов.

4. Организация опытно-промышленного производства морозостойких резино-технических изделий.

17 800 000,0

17 800 000,0

Перечисленное оборудование закуплено, установлено, введено в эксплуатацию, поставлено на балансе университета под материальную ответственность сотрудника лаборатории. Получен паспорт лаборатории от 06.10.2011 г.

2

Универсальный высокотемпературный трибометр

6 470 000,0

6 470 000,0

3

Смеситель-реактор

1 957 977,0

1 957 977,0

4

Пресс гидравлический П6320Б

625 000,0

625 000,0

5

Планетарная мельница «Активатор»

375000,0

375000,0

6

Учебно-лабораторный комплекс «Химия»

230 900,0

230 900,0

7

Пластикордер «Брабендер»

21 000 250,0

21 000 250,0

8

Прессформы для изготовления полимерных и резиновых образцов

590 000,0

590 000,0

9

Камерная печь

369 000,0

369 000,0

10

Сушильный шкаф ПЭ-0041

176 000,0

176 000,0

11

Сушильный шкаф ES-4610

116000,0

116000,0

12

Маятниковый копер

1799000,0

1799000,0

13

Гидравлический пресс для горячего прессования GT-7014-H

1306873,0

1306873,0

Основные результаты работы за 2011-2012 годы:

1. Разработана технология получения пористых композитов для обеспечения их высокой сорбционной емкости по отношению к жидким смазкам и инкапсулирования жидких смазок в микропористую структуру полимера. Выявлены оптимальные условия формирования маслонаполненных композитов с повышенной износостойкостью

2. Разработаны новые полимерные композиты, содержащие компоненты в жидкой и твердой фазе. Установлено, что сорбционное проникновение жидкой компоненты в объем полимерного связующего интенсифицируется при повышении температуры и использовании природных адсорбентов, что сопровождается снижением скорости массового изнашивания в 1000 раз и коэффициента трения в 1,5-2 раза.

3. Разработана активационная технология с использованием ультразвукового и кавитационно-гидродинамического воздействия на компоненты материала в процессе их совмещения в среде поверхностно-активных веществ (ПАВ) для создания композитов на основе термопластичных полимеров. Показано, повышение эксплуатационных характеристик (предела прочности при растяжении - на 30%, относительного удлинения при разрыве - на 80%, модуля упругости - на 20%). При этом зарегистрировано снижение скорости изнашивания на 25%.

4. Разработана технология структурного активирования природных соединений (цеолитов, вермикулитов, серпентинита), основанная на механохимических, СВЧ процессах и модификации поверхности наночастиц поверхностно-активными веществами (ПАВ). Полученные с использованием этой технологии материалы на основе ПТФЭ, характеризуются повышенной износостойкостью (до 1500 раз), морозо- и агрессивостойкостью;

5. Разработаны полимерные нанокомпозиты триботехнического назначения с повышенной износостойкостью на основе политетрафторэтилена (ПТФЭ) серпентинита в присутствии наномодификаторов шпинели магния Износостойкость повысилась 2000 раз по сравнению с исходным полимером при сохранении высокой прочности и эластичности. Установлено формирование интеркалированного полимер-силикатного нанокомпозита с внедрением макромолекул ПТФЭ в межслойные пространства силикатов

6. При создании эластомерных композитов использованы новые технологические приемы, заключающиеся в разработке прекурсоров на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) и нанонаполнителя и введении их в гетерогенную систему. Это позволило интенсифицировать взаимодействие на границе раздела полимерных фаз за счет направленной локализации частиц нанонаполнителя на границе раздела фаз и обеспечило улучшение основных служебных свойств материала (высокие морозо-, масло-, бензо- и износостойкость, низкие значения остаточной деформации сжатия);

7. Разработана технология совместной механоактивации СВМПЭ и наноуглерода для последующей модификации бутадиен-нитрильных каучуков. Показано усиление межфазного взаимодействия на границе раздела «полимер – эластомерная матрица». Впервые методом АСМ оценена совместимость полимера и эластомера по адгезии между зондом и поверхностью в фазах полимера и эластомера.

8. Разработана активационная технология с использованием СВЧ воздействия на компоненты материала в процессе их совмещения для создания композитов на основе термопластичных полимеров. Показано повышение эксплуатационных характеристик полимерных композитов;

На разработанные технологию и составы новых материалов получены патенты РФ:

1) №2421480, бюлл. №7 от 10.03.2011. Способ получения износостойкой композиции / авт. Охлопкова А.А., Петрова П.Н., Федоров А.Л., Морова Л.Я., Никифоров Л.А.;

2) №2425851, бюлл. №22 от 10.08.2011. Резиновая смесь, модифицированная композицией сверхвысокомолекулярного полиэтилена и наношпинели магния / авт. Соколова М.Д., Шадринов М.Л., Христофорова А.А., Попов С.Н., Морова Л.Я., Аввакумов Е.Г., Винокурова О.Б.

3) № 2454439, бюлл.№18 от 27.06.2012. Полимерный материал триботехнического назначения / авт. Охлопкова А.А., Слепцова С.А., Стручкова Т.С.

4) № 2460742, бюлл.№25 от 10.09.2012г. Антифрикционная полимерная композиция (заявка на изобретение №. 2010147438/05) /авт. Слепцова С.А., Охлопкова А.А., Стручкова Т.С., Афанасьева Е.А.

5) Получено положительное решение о выдаче патента по заявке № 2011151589/05(077479) «Полимерная композиция триботехнического назначения» /авт . Слепцова С.А, Охлопкова А.А., Афанасьева Е.А., Кириллина Ю.В.