Ученые разработали новые эластичные полимерные нанокомпозиты
Технологию создания нанокомпозитов на основе кремнийорганических каучуков разработали исследователи из НИЦ «Курчатовский институт» Института синтетических полимерных материалов им. Н. С. Ениколопова РАН и Института элементоорганических соединений им. А. Н. Несмеянова РАН, 21 января сообщает пресс-служба Курчатовского института.
В новом материале были использованы активные наполнители со структурой «ядро-оболочка», действующие в качестве сшивающих агентов. Их применение позволило превратить каучук в резину и значительно улучшить ее механические свойства.
Кремнийорганические резины с добавлением нанопорошка синтетического диоксида кремния (аэросила) начали создавать довольно давно. Они обладают в разы большей стойкостью на износ, большей тепло- и атмосферостойкостью, чем традиционные, а также устойчивостью к действию озона и ультрафиолета. Однако при их изготовлении возникает ряд проблем.
Одна из них — слипание частиц аэросила друг с другом с образованием комочков различного размера, что создает неоднородности в структуре резины, понижая ее прочность.
Эта проблема в мире решалась в течение 40 лет, и коллективу российских ученых удалось добиться успеха. Уникальное равномерное распределение наполнителя в композите удалось получить, когда наполнителем были выбраны MQ-смолы (олигомерные кремнийорганические соединения).
Центром таких соединений является жесткое ядро на основе диоксида кремния (Q-группа), обрамленное гибкими цепочками из кремния, кислорода и метила (М-группы). Это обрамление и не дает ядрам слипаться.
Научный сотрудник отдела нанобиоматериалов и структур Курчатовского комплекса НБИКС-природоподобных технологий Сергей Крашенинников поясняет достоинства новогой технологии:
«Прелесть процесса заключается в том, что мы можем достаточно легко размешать MQ-смолы в жидком каучуке и получить резину. С производственной точки зрения это очень выгодно. Кроме того, варьируя содержание наполнителя и его структуру — соотношение между размерами ядра и оболочки, можно получить широкий спектр свойств материала».
Возможно даже сформировать изделие в виде нити, что совершенно нетипично для кремнийорганических резин, добавил Крашенинников.
Достоинством новой резины, которое было выявлено в ходе исследования ее свойств, является быстрое восстановление после снятия механической нагрузки, что важно при ее применении в циклических процессах многократного растяжения-сжатия.
С информацией о результатах исследования можно ознакомиться в статье «Новые принципы получения полимерных композитов. Сополимеры MQ как активный молекулярный наполнитель для полидиметилсилоксановых каучуков».
