Гибридные российские полимеры защитят самолеты от пожара
В конструкции и салоне новых самолетов все чаще используют полимерные композиты. Почему - понятно. Они значительно легче и прочнее, чем те же изделия из стали, алюминия и пластика. К тому же у полимерных композитов пониженная горючесть.
В новых моделях самолетов всего мира композиты составляют сегодня до 50 и больше процентов "летной массы". С использованием таких суперматериалов сделан и российский перспективный лайнер МС-21. Однако не секрет, что производство композитов в России пока оставляет желать лучшего, в том числе из-за отсутствия отечественного производства мономеров.
По словам специалистов, композитные материалы, подобно сэнвдичу, состоят из нескольких ингредиентов, точное совмещение которых и придает нужные свойства. Разработка ингредиентов требует длительных исследований и опытно-конструкторских работ. Для материалов крыла того же МС-21 это удалось решить, благодаря чему авиастроители смогли заменить западную продукцию, которую перестали поставлять в Россию из-за санкций. Но проблема как таковая остается и требует своего дальнейшего решения.
Ученые РХТУ им. Д.И. Менделеева разработали технологию получения бензоксазиновых мономеров, - основного компонента композитов для авиастроения. Особенность технологии в использовании катализатора, который ускоряет процесс полимеризации бензоксазиновых мономеров и понижает горючесть композитов, получаемых из таких полимеров.
Специалисты подчеркивают: бензоксазины безопасны для человека. Напольное покрытие или другие элементы интерьера из композита на их основе практически не будут выделять вредных веществ в окружающую среду даже при сверхвысокой температуре. Сырьем для производства служит амин, фенол и формальдегид, которые производятся в России. Синтез этих веществ проводят в специально изготовленном для этих целей в РХТУ стометровом реакторе.
"Мы использовали соединения на основе фосфазена - так называют молекулы с двойными связями между атомами фосфора и азота, к которым "пришили" определенные молекулярные группировки, - рассказывает один из авторов работы, декан факультета нефтегазохимии и полимерных материалов РХТУ Игорь Сиротин. - Ранее фосфазены никто не рассматривал в качестве катализаторов для полимеризации бензоксазинов. В нашу технологию входит и производство самих бензоксазиных мономеров и многие другие тонкости, которые мы не готовы раскрывать, поскольку это ноу-хау. Но главное, что в результате мы добились очень неплохого результата - за восемь часов реализуется полный цикл получения бензоксазиновых мономеров, и теперь мы умеем быстро и экономично превращать их в полимер".
Новый материал уже проходит промышленные испытания и в дальнейшем будет использован при производстве композитных изделий. Это позволит локализовать в России основные этапы производства ключевых элементов самолета МС-21. Помимо авиации, бензоксазины могут широко применяться в транспорте и электронике. Результаты работы опубликованы в журнале Polymers.