Такие удивительные полимеры и композиты

Сегодня в рамках субсидии из федерального бюджета образовательным организациям высшего образования на реализацию мероприятий, направленных на поддержку студенческих научных сообществ, свои двери перед студентами и молодыми исследователями Тульского государственного университета снова распахнуло «Научное кафе». 

Гостем его стала кандидат химических наук, доцент кафедры химической технологии и новых материалов Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова Марина Юрьевна Яблокова.

Вместе с ней наши ребята совершили увлекательное путешествие в удивительный мир полимеров и композитов.

Своё выступление учёный начала с предыстории. Термин «материал», объяснила Марина Юрьевна, можно в широком плане применить к любой твёрдой составной части или устройству, которое может быть использовано для удовлетворения нынешней или будущей потребности общества. За всю историю своего развития материаловедение пережило несколько этапов. И если 10000 тысяч лет до нашей эры основными материалами для изготовления одежды и утвари были кости и шкуры животных, то в наше время речь уже идёт о применении наноматериалов.

Материалы, сообщила спикер, бывают естественными (природными) и синтетическими. И если первые подразделяются на неорганические и органические, то вторые на объёмные, микроскопические и наноразмерные. Среди объёмных в свою очередь различают аморфные и кристаллические, а среди аморфных — неорганические и органические.

По своему составу материалы можно разделить на металлы, керамику, полимеры и композиты.

Полимеры — это неорганические и органические, аморфные и кристаллические вещества, состоящие из мономерных звеньев, соединённых в длинные макромолекулы химическими или координационными связями. Полимеры могут иметь линейную, разветвлённую (при переносе центра полимеризации) и пространственную форму цепей.

Процесс цепной полимеризации состоит из трёх стадий — инициирования, роста цепи и её обрыва.

Одними из самых известных полимеров являются полиэтилены. В зависимости от уровня их свойств можно выделить полиэтилены высокого и низкого давления. Из них изготавливают плёнки, ламинаты, электроизоляцию, упаковки, пигменты, стабилизаторы, наполнители, защитные и амортизирующие материалы, трубопроводы, медицинскую технику.

Да, эти полимеры, очень важны, подчеркнула Марина Юрьевна, но уже не они являются героями нашего времени. Пальма первенства передана сверхвысокомолекулярному полимеру. И именно из него сейчас производят высокопрочные технические изделия, детали для замены фторопластов, искусственный лёд и высокопрочные волокна. В медицине сверхвысокомолекулярный полимер используется для эндопротезирования.

Полипропиленовое волокно, сообщила спикер, может выглядеть совершенно по-разному в зависимости от его типа. Две наиболее распространённые категории — микроволокно и макроволокно.

Внешне микрополипропиленовое волокно похоже не пряди волос. Используется оно для борьбы с трещинами в раннем возрасте. Макрополипропиленовое волокно представляет собой более толстые и длинные нити. Их применяют для повышения прочности и улучшения характеристик после растрескивания.

Марина Юрьевна рассказала слушателям о полистироле (синтетическом термопластичном полимере, используемом в разных сферах), сополимерах стирола, аморфных, частично-кристаллических и жидкокристаллических термостойких термопластах.

Гостья подробно остановилась на полисульфонах (ПСФ) и их свойствах. Для полисульфонов, сообщила она, характерны радиоционная и химическая устойчивость, огнестойкость, низкое водопоглощение, низкая ползучесть при нагрузке и низкая усадка.

Область применения ПСФ довольно широкая — от автомобилестроения до авиакосмической техники (связующие для полимерных композиционных материалов).

После своего выступления Марина Юрьевна ответила на вопросы слушателей.

Татьяна Крикункова

Фото Илья Ходаковский