Учёные МГУ и завода «Термопол» модифицировали нетканую основу для композитов

Результаты исследований, проведённых учёными Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова при участии специалистов завода «Термопол», были представлены на Всероссийской научно-практической конференции «Волокнистые материалы и кожи со специальными свойствами» (г. Иваново).

С докладом на тему «Модификация нетканой основы для создания композитов повышенной прочности» выступили Ю.М. Трещалин, М.Ю. Трещалин (МГУ) и В.В. Иванов («Термопол», ТМ «Холлофайбер»). В работе отмечено, что прочность композитов на нетканой основе определяется физико-механическими характеристиками полимеризованного связующего и степенью адгезионного взаимодействия структурных элементов и связующего. Повысить силы сцепления единичных волокон со связующим можно за счёт модифицирования их поверхности, утверждают учёные и производственники.

Исследования проводились по двум направлениям: предварительная, до пропитки связующим, обработка нетканых полотен из синтетических волокон низкотемпературной плазмой и нанесение на поверхность нетканого полотна наночастиц металла методом магнетронного распыления. Преимущество плазмохимической обработки текстильных материалов из синтетических волокон заключается в отсутствии отрицательного влияния на внутреннее строение и свойства полимеров: изменяя состав и структуру тонкого поверхностного слоя, обработка позволяет улучшить адгезионные свойства структурных элементов.

В ходе экспериментов установлено, что плазмохимическая обработка повышает прочностные характеристики композитов на основе модифицированных нетканых полотен. В частности, прочность на растяжение образцов композитов на основе обработанных нетканых полотен из полипропиленовых волокон на 12–16% выше необработанных, а прочность при испытаниях на изгиб – на 12–30% выше. Наиболее эффективно, по данным исследования, применять модифицированные нетканые материалы «Холлофайбер» из полиэфирных волокон: они способствуют повышению прочности композитов более чем на 30% при растяжении и изгибе.

Дополнительно проводились исследования по нанесению на поверхность нетканого полотна наночастиц металла методом магнетронного распыления. В процессе вакуумирования материал обрабатывался в низкотемпературной плазме тлеющего разряда неполимеризующегося газа, после обезгаживания нетканое полотно подвергалось напылению наночастицами нержавеющей стали. Анализ экспериментальных образцов показывает, что такой способ обработки нетканой основы также способствует повышению прочностных характеристик композитов.

Наибольший интерес представляют образцы композитов на основе модифицированных нетканых материалов «Холлофайбер» из полиэфирных волокон: предельное напряжение при растяжении у них на 60% превышает аналогичный показатель необработанных образцов.

Полученные результаты указывают на перспективность поверхностной модификации нетканых основ.

Исследование проведено в рамках новой тематики работ, связанных с фундаментальной и прикладной наукой и нацпроектом «Новые материалы и химия»: https://hollowfiber.ru/main/info/issledovaniya-i-vnedreniya.

Работа стала продолжением многолетнего цикла исследований и внедрений композиционных материалов на основе нетканых полотен: https://bos-press.ru/products/scientific/composite-materials-based-on-nonwoven-webs/.

В рамках внедрений появились нетканые основы для БПЛА, для ливневой канализации, для конструкционных композитов и многого другого. Подробнее на сайте https://hollowfiber.ru.

Фотографии предоставлены компанией «Термопол».