Фазовые равновесия для прогнозирования свойств материалов

Сотрудниками лаборатории структурно-морфологических исследований Института физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН на примере эпоксидных трёхкомпонентных связующих модифицированных полисульфоном, активным разбавителем и отверждённых высокотемпературным диаминодифенилсульфоном, апробирована методика прогнозирования фазовой структуры и, как следствие, эксплуатационных свойств многокомпонентных материалов.

В основу методики заложены комплексные исследования фазовых равновесий и диффузионной подвижности исходных систем и эволюции фазовых диаграмм в процессе отверждения. Полученные экспериментально и рассчитанные из теории полимерных растворов Флори-Хаггинса критические параметры многокомпонентной системы и их изменение с ростом степени конверсии позволяют прогнозировать фазовую структуру, и тем самым, кратно сократить огромный массив эмпирических рутинных исследований в производственном процессе разработки новых материалов.

«В нашей лаборатории большое внимание уделяется трансферу результатов фундаментальных исследований в прикладные технологии. Компетенции научной группы в области исследования фазовых равновесий в многокомпонентных полимерных системах позволяют успешно разрабатывать полимерные связующие со сложной фазовой архитектурой. За счёт направленного регулирования фазовой структуры изменением технологических параметров можно настраивать эксплуатационные свойства композиционных материалов. Для решения задач регулирования структуры и свойств мы используем подходы, основанные на фундаментальных исследованиях. Они будут представлены в серии публикаций, первая из которых вышла в начале года. Важно, что руководство нашего Института способствует доведению прикладных разработок научных групп до внедрения и сейчас на базе ИФХЭ РАН развеётывается производство препрегов на основе разработанных связующих для получения углеродных композиционных материалов с заданной фазовой структурой, определяющей уникальный комплекс эксплуатационных характеристик», — рассказал об исследованиях руководитель работы Заведующий лабораторией структурно-морфологических исследований ИФХЭ РАН Алексей Шапагин.

Результаты опубликованы в журнале Polymers.

Источник: ИФХЭ РАН.