Лабораторія "Полімерні композитні матеріали в суднобудуванні"

Лабораторія "Полімерні композитні матеріали в суднобудуванні"

Лабораторія функціонує в Херсонській державній морській академії при кафедрі транспортних технологій.

Робота за ЕПР-спектрометром

Мета діяльності Лабораторії:

  • встановити основні закономірності впливу енергетичних полів і природи наповнювачів на механізм структуроутворення полімерних композитів і видати рекомендації щодо створення на їх основі функціональних покриттів для захисту технологічного обладнання від корозії та зносу;
  • пошук і перевірка робочих гіпотез про зв'язки основних фізико-механічних і теплофізичних властивостей композитів і розробка програмного забезпечення для їх перевірки чисельними експериментами.

Результатом розробок має стати можливість прогнозування з прийнятною для практики точністю одного або декількох властивостей композиту на підставі знання інших досить добре досліджених.

Наукове та практичне спрямування діяльності:

Розривна машина УМ-5

  • розробка нових технологій і матеріалів з підвищеними експлуатаційними характеристиками для захисту корпусів суден;
  • дослідження впливу дії фізичних полів на властивості композитних матеріалів;
  • нанокомпозити та нанотехнології в сучасній промисловості;
  • використання інформаційних технологій при моделюванні складних систем та прогнозуванні їх властивостей.


Завдання досліджень:

ІЧ-спектрометр IRAffinity-1 (Японія)

  • розробити методологічні підходи до дослідження впливу енергетичних полів (магнітного, ультразвукового, ультрафіолетового випромінювання) на властивості полімерних композитів;
  • встановити механізми межфазового взаємодії дисперсних і волокнистих наповнювачів з полімерним сполучною на нано-, мікро-і макрорівнях;
  • дослідити вплив природи наповнювача на характеристики структури зовнішніх поверхневих шарів на межі розділу фаз «полімер - наповнювач» (щільність, ступінь сшіваемості, геометричні розміри);
  • видати рекомендації щодо створення на основі розроблених композитів захисних покриттів різного функціонального призначення та здійснити їх впровадження в промисловість.

На даний момент лабораторія забезпечена сучасним технологічним обладнанням для дослідження структури (ЄПР-і ІЧ-спектроскопія), фізико-механічних (розривна машина, прилад товаріві, прилад Сокслетта, ротаційний віскозиметр), теплофізичних (теплостійкість, ДТА, ДТГ, ТКЛР, діелектричні характеристики) властивостей і зносостійкості (машина тертя) полімерних композитних матеріалів.

Одним з проектів, над яким працює лабораторія сьогодні, є розробка модифікованих енергетичними полями епоксидних композитних матеріалів для покриттів в суднобудуванні.

ІДЕЯ ІННОВАЦІЇ

Ідеєю проекту є дослідження впливу фізичної природи наповнювачів, магнітної обробки, ультразвукового та ультрафіолетового опромінення композицій на попередній стадії формування матеріалів на фізико-механічні, теплофізичні властивості, корозійну стійкість і зносостійкість захисних покриттів. З метою визначення та оптимізації складу покриттів і режимів магнітної обробки, ультразвукового та ультрафіолетового опромінення, а також прогнозованого регулювання структури і властивостей гетерогенних матеріалів в роботі передбачено розробити та обгрунтувати механізм управління взаємодією на межі розділу фаз "основа - полімеркомпозітний покриття". У роботі планується запропонувати методи управління адгезійними, корозійними, фізико-механічними властивостями і зносостійкістю гетерогенних матеріалів шляхом введення наповнювачів різної магнітної природи. На основі проведених досліджень планується розробити нові епоксікомпозітние покриття для захисту технологічного обладнання від корозії та зносу.

ПРОДУКТ

Віскозиметр BRUKFIELD (Німеччина)

На основі проведених досліджень та отриманих результатів створено нові композитні матеріали та покриття на їх основі з прогнозованими експлуатаційними характеристиками для захисту технологічного обладнання від корозії та зносу.

Розроблено нові матеріали, методи і способи підвищення корозійної стійкості та зносостійкості захисних покриттів, що мають пріоритетний характер, і захищені патентами України. Багатошарові покриття на основі епоксікомпозітних матеріалів забезпечують високі показники працездатності і придатні для захисту поверхонь конструктивних елементів механізмів від впливу агресивних середовищ і гідроабразіва.

Впровадження результатів розробки можливо на всіх суднобудівних заводах Херсонської області, що займаються питаннями випробування елементів конструкцій, аспектами підвищення антикорозійних характеристик і зносостійкості технологічного обладнання. Крім того, впровадити результати роботи можливе на підприємствах хімічної, харчової, нафтопереробної, радіолокаційної промисловості та машинобудування з метою збільшення ресурсу роботи обладнання.

ПРОБЛЕМА / МОЖЛИВІСТЬ

Сьогодні недостатньо уваги приділено розробці нових епоксікомпозітов при модифікації як інгредієнтів, так і композицій, зовнішніми енергетичними полями на початкових стадіях їх формування. Це відкрило принципово нові можливості у створенні нових захисних покриттів з підвищеними характеристиками. Тому дослідження процесів зшивання епоксікомпозітов під впливом магнітного поля, ультразвукового та ультрафіолетового опромінення для поліпшення експлуатаційних характеристик захисних покриттів є актуальним завданням сучасного матеріалознавства.

ОБЛАСТЬ ЗАСТОСУВАННЯ

ультразвуковая установка УЗДН-А (Россия)

Перевагою розробки над зарубіжними і вітчизняними аналогами є облік основних факторів агресивних середовищ, де експлуатується технологічне обладнання, і розробка матеріалів, які в комплексі мають високі показники фізико-механічних, теплофізичних властивостей, корозійної стійкості та зносостійкості. Технологічний процес формування полімерних композитних матеріалів буде відповідати рівню подібних технологій, які розробляються науково-дослідними інститутами Білорусі, Прибалтики, Росії, Німеччини, США та Японії.

Всі інгредієнти композитних матеріалів і захисних покриттів на їх основі (епоксидна смола, пластифікатори, наповнювачі) маються на Україну. При цьому, такі дисперсні наповнювачі, як червоний і коричневий шлами, газова сажа, ферит є відходами промислових підприємств, що дозволяє стверджувати про економічну ефективність впровадження нових матеріалів.

Крім того, співробітниками Херсонської державної морської академії розроблено та є в наявності технологічне обладнання (установка для магнітної обробки, ультразвукової та ультрафіолетовий опромінювач) для обробки олігомерних композицій зовнішніми енергетичними полями.

ВПРОВАДЖЕННЯ ПОКРИТТІВ НА ПІДПРИЄМСТВАХ ЗАБЕЗПЕЧУЄ

  • підвищення корозійної стійкості обладнання в 2.5-2.7 разів;
  • стійкість до зношування 2.0-2.2 рази;
  • збільшення міжремонтного періоду роботи в 3.0-3.5 разів

ПРОПОЗИЦІЇ ВПРОВАДЖЕННЯ

Впровадження результатів розробки можливо на всіх суднобудівних заводах Херсонської області, що займаються питаннями випробування елементів конструкцій, аспектами підвищення антикорозійних характеристик і зносостійкості технологічного обладнання. Крім того, впровадити результати роботи можливе на підприємствах хімічної, харчової, нафтопереробної, радіолокаційної промисловості та машинобудування з метою збільшення ресурсу роботи обладнання.

Науковий керівник лабораторії

Букетов Андрій Вікторович
д.т.н., професор


Завідувач лабораторією

Олексієнко Віктор Леонідович
старший науковий співробітник


КОМАНДА:

  • Васильченко Генадій Юрійович, к.п.н, доцент
  • Агеєв Максим Сергійович, к.т.н., доцент
  • Молчанов Алим Олексійович, к.т.н., доцент
  • Скирденко Олег Іванович, к.т.н., доцент
  • Пирог Ала Петрівна, аспірант
  • Скирденко Вадим Олегович, аспірант
  • Букетова Наталя Миколаївна, аспірант
  • Браїло Микола Володимирович, аспірант
  • Сапронов Олександр Олександрович, аспірант


Інформаційні плакати: