КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

---

Номер проекта 22-13-00449

НазваниеТермостойкие реактопласты на основе бис-фталонитрилов в качестве матриц для полимерных композиционных материалов

Руководитель Морозов Олег Сергеевич,

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет имени M.В.Ломоносова» , г Москва

Конкурс №68 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-301 - Синтез и химические превращения макромолекул

Ключевые слова фталонитрилы, полимерные композиционные материалы, технологии создания материалов, термостойкие полимеры, химия реактопластов, органический синтез, фторсодержащие мономеры и полимеры

Код ГРНТИ31.01.05

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
Полимерные композиционные материалы (ПКМ), а именно угле- и стеклопластики широко применяются в конструкции современных самолетов. Детали из ПКМ начали применять в авиации с 1970-х годов и тогда их масса составляла не более 3% от массы самолета. С развитием более дешевых и надежных технологий производства углеродного волокна в 1990-е гг., углепластики, за счет высокой весовой эффективности, начали вытеснять традиционные металлические материалы в авиации. Современные авиалайнеры уже наполовину состоят из композитов, например, Boeing 787 Dreamliner, а в военных самолётах доля деталей из ПКМ может достигать до 90% от массы планера в случае беспилотных аппаратов. Современные тенденции применения ПКМ в авиации направлены на расширение областей применения ПКМ и увеличение размера формуемых деталей и, как следствие, отказа от автоклавных технологий. Большинство современных исследований независимо от типа связующих посвящены отработке инжекционных технологий (вакуумной инфузии и инжекции в форму) и созданию безавтоклавных препрегов. Вакуумная инфузия представляет наибольший интерес и уже сегодня применяется в авиастроении, в том числе в России. В конструкции перспективного среднемагистрального самолета МС-21 впервые в мировой практике применяется композитный кессон крыла, состоящий из монолитных частей, достигающих в длину 25 метров. Получают такие детали именно по передовой технологии вакуумной инфузии, что хорошо согласуется с современными тенденциями в композитной отрасли, направленными на удешевление производственной инфраструктуры. Повышение скоростей авиационной техники, размеров космических аппаратов, агрессивности сред их эксплуатации требует новых подходов к созданию конструкций аэрокосмической техники с приемлемыми экономическими параметрами, обеспечивающих одновременную устойчивость к высоким температурам и повышенным аэродинамическим нагрузкам, а также случайным эксплуатационным повреждениям. Температура эксплуатации ПКМ ограничивается максимальной температурой эксплуатации полимерных матриц. Расширение области рабочих температур выше 350°С, позволяет внедрить ПКМ в изделия, в которых ранее традиционно использовались металлические сплавы (лопатки компрессоров и внешние обшивки авиационных двигателей, сопла самолетов и вертолетов, узлы сверхзвуковых летательных аппаратов, детали ракет и космических аппаратов, и т.д.). Таким высоким температурам эксплуатации удовлетворяют полимерные матрицы на основе фталонитрилов (ФН). Разработка связующих на основе фталонитрильных мономеров и олигомеров началась с 1980-х годов в США. Основными недостатками данных полимерных матриц до недавнего времени являлась высокая температура отверждения и узкий интервал перерабатываемости, так как исходные мономеры обладали высокой температурой плавления. Преимущество ФН матриц заключается в высокой термической стабильности (температура стеклования выше 400 ℃, значения модуля упругости при температуре выше 350°С более 1000 МПа). Проект направлен на детальное изучение процесса полимеризации (отверждения) ФН-связующих с целью существенного сокращения времени отверждения материала. Используя новый класс отвердителей – иминоизоиндолинов и мономеров, предполагается научиться улучшать технологические параметры формования ПКМ и задавать свойства материалов, необходимые для конкретных условий эксплуатации. Создание полимерных композиционных материалов с принципиально новыми свойствами, способных выдерживать высокие нагрузки различных видов, в том числе при повышенных температурах выше 350°С откроет перспективы расширения областей применения изделий из полимерных композиционных материалов. Наиболее перспективны применения в различных высоконагруженных конструкциях авиационной, ракетной и космической техники, в том числе работающих в агрессивных условиях по температуре и климатическим воздействиям.

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---