Ученые ЭТИ предложили новую технологию производства полимерных композиционных материалов

Исследователи Энгельсского технологического института (филиала) Саратовского государственного технического университета имени Гагарина Ю.А. предложили новый подход к созданию полимерных композиционных материалов, сочетающий переработку промышленных отходов и энергоэффективную СВЧ-обработку. Работа опубликована в высокорейтинговом международном журнале «Polymers» (Q1, издательство MDPI).

Авторами исследования выступили сотрудники ЭТИ – заведующий лабораторией коллективного пользования «Современные методы исследования функциональных материалов и систем», кандидат технических наук Антон Мостовой и инженер лаборатории «Обеспечение и сопровождение учебного процесса», кандидат технических наук Андрей Щербаков.

Они предложили использовать кирпичную пыль, а именно мелкую фракцию, оседающую на фильтрах при производстве керамического кирпича, в качестве наполнителя для полиэфирных смол, из которых делают прочные конструкционные пластики. Учёные определили оптимальное количество керамической фракции, которое необходимо добавлять в смолу для достижения наилучшего результата. Экспериментальным путём была доказана точность расчётов: прочность материала при ударе увеличилась на 40%, а жесткость при изгибе – более чем в два раза.

Кроме того, на финальной стадии производства исследователи подвергли уже готовое отвержденное изделие СВЧ-обработке, что позволило ещё повысить предел прочности при изгибе, увеличить твёрдость материала, сопротивляемость ударным нагрузкам и термостойкость.

«Микроволны заставляют молекулы смолы активнее «сшиваться» друг с другом, а также укрепляют связь между самой смолой и частичками кирпичной пыли. В результате получается более плотная и однородная структура. Кроме того, обработка помогает снять внутренние напряжения, которые возникают в материале во время обычного отверждения, и делает его более надежным», – рассказал Антон Мостовой.

Ещё одним достоинством разработки является тот факт, что новый материал почти не впитывает влагу и сохраняет свои свойства даже после намокания и высыхания. Это особенно ценно для строительных материалов, которые эксплуатируются на открытом воздухе.

Технология, разработанная в филиале СГТУ имени Гагарина Ю.А., позволяет одновременно решить две задачи: найти применение промышленным отходам и получить материал с высокими эксплуатационными характеристиками. При этом такой метод не требует использования сложного и дорогостоящего оборудования, что делает его доступным для внедрения на уже существующих производствах.

Разработка открывает новые возможности для создания экологичных и экономически выгодных строительных материалов, которые могут найти применение в строительстве и других отраслях промышленности.