29.05.2020 г. состоялось заседание научного семинара отдела материаловедения КНИИ РАН. На семинаре присутствовали директор КНИИ РАН, зав. отделом Батаев Д. К-С., зав. лабораториями металлов сплавов и композиционных материалов и сотрудники обеих лабораторий. В соответствие с повесткой дня были заслушаны 2 доклада:

1. Модификация бетонных смесей полимерными смолами

(Докладчик - к.х.н., доцент Аларханова Зура Зилаудиновна).

1. 2. Композитные материалы на основе ароматических  полиэфирсульфонов  

(Докладчик -д.х.н., профессор Хасбулатова Зинаида Сайдаевна).

В первом докладе рассмотрены важнейшие способы модификации бетонных смесей полимерами. Намечены пути улучшения свойств строительных композитов, с помощью модификации структуры бетона полимерами. Как модификаторыбетонных смесей изучены полимерные смолы, их разновидности и роль в цементнополимерых материалах. Рассмотрены новые способы  модификации бетона полимерами, которые предлагают  ученые Японии, Германии, Англии. В работах этих ученых  предложены такие пути улучшения свойств бетона:

•        обогащение полимерами цементного клинкера при помоле,

•        введение в состав бетона мелкоразмерных пластин из термопластов, обладающих армирующим действием на бетон.

Установлено, что максимальная прочность ЦПБ соответствует дозировке полимеров в количестве 15-20 % от массы цемента в пересчете на сухое вещество. При такой концентрации полимерных добавок полимер заполняет мельчайшие поры и капилляры, обволакивает цементные сростки и частицы заполнителя. Кроме того, наблюдается улучшение реологических свойств ЦПБ с водорастворимыми смолами, что позволяет снижать водоцементное отношение (В/Ц). Безусловным достоинством описываемых ЦПБ является способность к ускоренному  твердению во влажных условиях.

  Второй доклад был посвящён проблемам создания новых композитных материалов на основе ароматических полиэфирсульфонов. Дело в том, что развитием воздушной и космической техники появились полимерные с материалы с повышенной атмосферостойкостью, тепловой формоустойчивостью и долговечностью. 

Уже несколько десятков лет в полимерной химии получили широкое распространение один из видов ароматических полиэфиров   - полиэфирсульфоны в качестве конструкционного и электроизоляционного материала   общей формулы    [- О – Ar- SO₂  -] n, где Ar –углеводородный радикал. Они являются наиболее перспективными теплостойкими пластиками для высоких нагрузок.

Реальные полимерные материалы содержат различные ингредиенты (пластификаторы, наполнители стабилизаторы, красители, отвердители, смазывающие вещества и другие.) т.е. являются многокомпонентными, такие композитные материалы называются пластмассами (конструкционными пластиками), структурно неоднородными системами, сложными композициями.

В качестве наполнителей применяют порошкообразные, волокнистые и листообразные горючие и негорючие вещества. Содержание наполнителя в пластмассах от 30 % - 70 %. Композиции ароматических полисульфонов в смеси с другими полимерами, с добавками различных наполнителей приобретают повышенную прочность, термостойкость, улучшенные механические свойства и могут использоваться для изготовления диэлектрических мембран, деталей конструкционного назначения, пленочных материалов в топливных элементах, покровных слоев трубопроводов, многослойных материалов, составов, уменьшающих степень прилипания пищевого продукта к поверхности посуды, подшипников, шестерни, роликов,  и других изделий. Композиции полисульфонов  применяются для изготовления розеток, цоколей электрических ламп и других изделий электроизоляционного назначения.

С появлением наноразмерных наполнителей появилась возможность разработки нового класса композитов. Полимерные нанокомпозиты – это многокомпонентные системы, состоящие из полимерной матрицы и различных наполнителей наноразмера той или иной природы.

         Наиболее известными из них являются: слоистые алюмосиликаты (глины), углеродные нано трубки и нано волокна, фуллерены, шунгит, неорганические  нанотрубки, металлокомплексные соединения, металлические наночастицы, оксиды, нитриды.

    Одной из важных задач при разработке нанокомпозитов является процесс совмещения нано наполнителя и матрицы (полимера).  Для получения полимерных композитов наиболее широко используются два метода:

 1) в процессе синтеза полимера;

2) совмещение в расплаве.

     Нанокомпозиты демонстрируют существенное изменение свойств по сравнению с ненаполненными полимерами. Так, показано, что введение в полимерную матрицу модифицированных слоистых силикатов в пределах 2-10 вес. % наблюдается изменение:

-  механических свойств, как прочность на растяжение, сжатие, изгиб и излом;

-барьерных свойств (проницаемость и стойкость к воздействию растворителей);

Доклады были выслушаны с таким интересом и воодушевлением, что  конференция продлевалась на второй срок. Приведенный материал  вызвал  массу вопросов у слушателей и желание лиц, работающих по схожим проблемам, выполнить часть работы совместно.