Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) синтезировали новый полимер с эффектом памяти, который сможет самовосстанавливаться после деформаций. Покрытие поверхности металлов такими веществами в будущем поможет сэкономить до 30% от расходов по предотвращению коррозии, а их производство будет несложным, сообщается в пресс-релизе ПНИПУ.
«Перспективная технология самовосстанавливающихся полимеров открывает новые возможности для восстановления защитных свойств покрытий при минимальном вмешательстве человека или вообще без него. Мы создали простой и эффективный метод синтеза полимеров с высоким выходом продукта, близким к 94%. Он состоит из молекул олигодиола, которые обрабатывались акриловой кислотой в присутствии катализатора. Технология изготовления довольно проста, поэтому можно смело выйти на производственные масштабы», — рассказывает кандидат технических наук ПНИПУ Дмитрий Кисельков.
Чтобы получить необходимый материал, ученые провели эксперимент в два этапа. На первом смешали в круглодонной колбе олигодиол, акриловую кислоту и другие вещества, после чего они вступили в реакцию. Далее исследователи удалили осадок и отфильтровали полученную массу. Вторая стадия заключалась в обработке полученного олигомера эпоксидным спиртом-глицидолом и последующим его высушиванием.
«После синтеза мы провели механические испытания образцов полученных материалов на машине Instron 3365. С помощью них определили рабочие характеристики синтезированных нами полимеров: упругость, напряжение, прочность, в том числе и при натяжении, и другие параметры. Кроме того, провели испытание на изгиб свойство памяти. Мы деформировали образцы в разные стороны и при разных температурах. Полученные результаты показывают, что полимеры, отвержденные олигоаминами, имеют высокий коэффициент фиксации формы, а время восстановления при температуре в 50 градусов занимает до 60 секунд», — говорит доцент кафедры химических технологий ПНИПУ Алексей Слободинюк.
Также ученые проверили способность приготовленных покрытий к самовосстановлению. Для этого они царапали поверхность металла шпателем, после чего ее нагревали до 60 градусов. По итогам эксперимента созданный полимер полностью восстановился, а царапина зажила.
Таким образом, ученые создали метод синтеза высокоэффективного полимера со свойством памяти, который можно легко масштабировать в промышленных целях. Это позволит значительно сократить расходы на меры по предотвращению образования коррозии на металлах.
Класс «умных» полимеров — это материалы, которые способны восстанавливать свою первоначальную форму после временной деформации за счет процесса рассеивания под воздействием внешних раздражителей, таких как тепло. Полимеры с памятью часто применяются в аэрокосмической промышленности, медицине, в производстве электронных устройств и многих других отраслях.
Статья с результатами исследования опубликована в журнале Polymers. В разработке также принимали участие ученые из УрО РАН.
