В петербургской лаборатории снизили температуру отверждения композита на 55 градусов

В Санкт-Петербургском государственном университете промышленных технологий и дизайна отработали методику, которая ускоряет производство композитных автодеталей. В эпоксидную смолу вводят углеродные наночастицы — технический углерод, нанотрубки, графены — и обрабатывают смесь ультразвуком, чтобы наполнитель распределился равномерно. Результат измерен: температура, которая выделяется при отверждении композита, снижается на 55 градусов.

За этим стоит конкретная производственная проблема. Когда крупногабаритная композитная деталь переходит из жидкого состояния в твёрдое, температура внутри материала может превышать 100 градусов. В массивной детали тепло не успевает рассеиваться — отсюда внутренние деформации, трещины и расслоения, то есть брак. Добавка углеродных наночастиц повышает теплопроводность связующего, и тепло уходит равномернее.

Экономика решения тоже сходится: концентрация наполнителя — не более 1 грамма на килограмм готовой смеси. Малое количество добавки при заметном эффекте — это довод в пользу того, что методику можно масштабировать на производство без роста затрат на материалы (интерпретация). Сами наполнители при этом работают как усиливающая фаза: готовое изделие становится устойчивее к внешним воздействиям.

Для отечественного автопрома это означает перспективу сократить время производства элементов кузова, повысить их прочность и долговечность, а заодно снизить долю бракованных комплектующих. Как сформулировал доцент кафедры наноструктурных, волокнистых и композиционных материалов им. А. И. Меоса Вадим Марценюк, «на данный момент нам удалось добиться снижения температуры отверждения на 55 градусов».