Ученые Кабардино-Балкарского государственного университета им. Х. М. Бербекова (КБГУ) получили полимерные материалы, способные работать в экстремальных температурах — от —100 до +300 °C, и, кроме того, новые материалы на 70% легче титана, на 50% легче алюминия и на 80% легче стали, сообщили РИА Новости со ссылкой на пресс-службу КБГУ.
«Наши материалы могут заменить металлы в различных отраслях, от медицины до авиастроения, существенно снижая вес изделий. К примеру, замена 15 тыс. металлических зажимов в самолете на полимерные аналоги экономит более 2 млн руб. затрат на топливо и снижает выбросы углекислого газа на 80 т в год», — рассказала проректор КБГУ по научно-исследовательской работе Светлана Хаширова.
Проректор по НИР КБГУ Светлана Хаширова обсуждает новые полимеры с коллегамиИзображение: пресс-служба КБГУ
По словам проректора, предложенный новый способ переработки производства основан на адаптации технологии порошкового литья (PIM) для полимерных материалов. Данный метод позволяет использовать в качестве сырья высокомолекулярные полимерные порошки, которые очень сложно переработать традиционными методами, например экструзией или литьем под давлением. Отмечается, что технология порошкового литья ранее применялась только для металлов и керамики.
Данный подход к переработке отличается экологичностью, так как исключает образование отходов, сокращает время и расширяет возможности изготовления пластмассовых деталей, а сами материалы пригодны для вторичной переработки, пояснили авторы исследования.
В ходе исследований ученые использовали порошковое литье для таких высокотемпературных полимерных порошков, как полиэфиркетоны (ПЭК) и полисульфоны (ПСФ), в том числе полиэфирэфиркетоны (ПЭЭК) и полифениленсульфоны (ПФС), которые уже применяются в авиации и медицине.
Отмечается, что уникальность метода исследователей КБГУ заключается в том, что он позволяет переработать сверхвысокомолекулярные полимерные порошки в изделия сложной формы.
«Мы определили оптимальные условия спекания полимерных порошков, что позволило создавать изделия сложной геометрии. Это открывает новые возможности для производства деталей, которые невозможно получить такими традиционными методами», — рассказал старший научный сотрудник Центра прогрессивных материалов и аддитивных технологий КБГУ Азамат Слонов.
В ближайших планах ученых — вывод на рынок 10 медицинских марок полимеров, которые в России пока не производятся. Разработанные материалы благодаря своей прочности подходят для многократной стерилизации, а также позволят создавать легкие инструменты, способные облегчить работу хирургов во время длительных операций.
Исследования ведутся совместно с Институтом нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева РАН (ИНХС РАН). Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда, номер гранта 23-69-10001.