Ученые МАДИ создали метод повышения износостойкости эпоксидных композитов

Исследователи МАДИ разработали технологию ультразвуковой обработки жидких полимеров. Метод позволяет в несколько раз увеличить долговечность покрытий, а прочность клеевых соединений — на 20–40% для транспорта, что напрямую влияет на безопасность транспорта и снижение затрат на его обслуживание.

Специалисты предложили обрабатывать жидкие эпоксидные композиты ультразвуком с амплитудой колебаний 20 мкм в течение 10–15 секунд. В вязкой смоле возникают кавитация и акустические течения, которые разбивают комки наночастиц наполнителя и равномерно распределяют их по всему объему материала.

В результате вязкость композиции уменьшается до 15–25% от первоначальной. Это помогает полимеру лучше смачивать наполнитель и формировать после застывания однородную структуру без дефектов.

Испытания подтвердили рост износостойкости стандартного эпоксидного покрытия на 11%, а материала с графитом — на 35%. Композит с нитридом бора продемонстрировал износостойкость более чем в четыре раза выше по сравнению с необработанным аналогом, а его коэффициент трения снизился с 0,264 до 0,223. Анализ на атомно-силовом микроскопе показал, что после нагрузок обработанная поверхность остается ровной и не выкрашивается.

Кроме того, прочность клеевых соединений на сдвиг выросла на 20–40% и достигла 8,68 МПа для образцов с нитридом бора. Новый метод не требует замены оборудования, занимает считанные секунды и легко интегрируется в действующие технологические процессы авиа- и автомобилестроения, а также сферы ремонта оборудования.

Исследование провели при финансовой поддержке Российского научного фонда. В дальнейшем авторы планируют адаптировать режимы обработки для новых видов полимерных матриц и наполнителей, а также запустить пилотное внедрение технологии на предприятиях транспортно-дорожного комплекса.

Поиск