Plastics_10_2013

СЫРЬЕ И МАТЕРИАЛЫ П Л А С Т И К С № 1 0 ( 1 2 8 ) 2 0 1 3 w w w . p l a s t i c s . r u 25 Правда, необходимо заметить, что ис- пользование резин для сверхзвуковых са- молетов и космических кораблей ограни- чено из-за высоких требований к тепло- и морозостойкости материалов, а также к их стойкости в условиях действия радиации и в вакууме. С приставкой «нано-» Новый уровень развития авиации в бу- дущем могут обеспечить только новые ин- новационные технологии, так как тради- ционные себя уже практически исчерпали. В этом плане огромные возможности для развития авиации открывают нанотехно- логии. Нанокомпозит — это многокомпонент- ный твердый материал, в котором один из компонентов в одном, двух или трех изме- рениях имеет размеры, не превышающие 100 нанометров; также под нанокомпози- тами понимаются структуры, состоящие из множества повторяющихся компонентов- слоев (фаз), расстояние между которыми измеряется в десятках нанометров. Механические, электрические, терми- ческие, оптические и иные характеристики нанокомпозитов заметно разнятся со свой- ствами обыкновенных композитных мате- риалов, изготовленных из тех же базовых веществ или элементов. Полимерные нанокомпозиты представ- ляют собой полимерную матрицу с рас- пределенными в ней наночастицами или нанонаполнителями, которые могут иметь сферическую, плоскую или волокнистую структуру. С помощью нанотехнологий создаются уникальные композиционные материалы, разделяемые на два вида: нанокомпозиты и нано-нанокомпозиты. К первым относят те, в которых используются наноразмерные наполнители, но матрица не является нано- структурированной, а ко вторым—имеющие помимо нанонаполнителей наноструктури- рованную матрицу. В качестве матрицы в полимерных нано- композитах применяют полипропилен, по- листирол, полиамиды, а нанокомпонентами выступают частицы оксидов алюминия или титана, либо углеродные, а также кремние- вые нанотрубки и волокна. Нанокомпозиты на основе полимеров отличаются от обыч- ных полимерных композитных материалов меньшим весом и при этом большей ударо- прочностью и износостойкостью, а также хорошим сопротивлением химическим воз- действиям, что позволяет использовать их в военных и аэрокосмических разработках. Особое место в разработке нанокомпо- зитных материалов занимает графен. Графен представляет собой изолированный моно- атомный слой графита, то есть слой атомов углерода, размещенных в узлах гексагональ- ной двумерной кристаллической решетки. Свойства графена во многом уникальны. Он является одним из наиболее прочных мате- риалов и обладает очень высоким коэффици- ентом теплопроводности, почти в 15 раз выше по отношению к меди. Добавление графена к эпоксидным композитам приводит к уве- личению жесткости и прочности материала по сравнению с композитами, содержащими углеродные нанотрубки. Графен лучше соеди- няется с эпоксидным полимером, более эф- фективно проникая в структуру композита. Нанокомпозиты на основе графена можно использовать при производстве деталей авиа- техники, которые должны оставаться одно- временно легкими и прочными. Без специальной молниезащиты наруж- ные детали самолета из конструкционного углепластика получают при ударе молнии повреждения, несовместимые с безопасно- стью полета. Поэтому с целью защиты от по- ражения молниевым разрядом конструкций из углепластика, выходящих на внешнюю поверхность планера, во ФГУП «ВИАМ» разработано молниестойкое покрытие, пред- ставляющее собой углепластик, содержащий в своем составе астралены и фуллерены. Бла- годаря повышению высокотемпературной электро-, теплопроводности, температуры термического разрушения и высоким кон- струкционным свойствам это покрытие обеспечивает большую безопасность угле- пластиковых конструкций при воздействии токов молнии и меньшее снижение массы покрытий по сравнению с традиционно ис- пользуемыми молниезащитными покрытия- ми на основе латунных сеток на 300-500 г/м 2 защищаемой поверхности. С помощью наноструктур ученым уда- лось втрое повысить жесткость материа- лов, созданных на основе обычного карби- да кремния. Уже появилось покрытие для прозрачных полимерных поверхностей, состоящее из наночастиц в растворе, кото- рое в несколько раз увеличивает прочность пластика. На пластиковой поверхности они образуют сверхтвердую пленку, которая за- щищает не только от биологических и хи- мических агентов, но даже от воздействий, сравнимых с попаданием пули. Другим направлением создания материа- лов будущего является разработка интеллек- туальных ПКМ второго поколения с функ- циями адаптации к аэродинамическим и