Бракованный стеклопластик переродился без дефектов
Ученые из Сколтеха показали, что стеклопластик можно перерабатывать без значительного ухудшения механических свойств, а в отдельных случаях — с их улучшением. Исследования позволяют надеяться на более экологичное будущее производства строительных материалов, деталей автомобилей, самолетов и морских судов, а также профессионального спортивного оборудования и других изделий, которые сегодня заканчивают свою жизнь на свалке.
Результаты исследования опубликованы в журнале Composites Communications. Стеклопластик, углепластик и другие армированные полимерные композитные материалы представляют собой укрепленный волокном пластик разных видов. В частности, различают термореактивные и термопластичные композиты. И те и другие производятся при высокой температуре, но в первых при застывании происходит необратимая химическая реакция, а вторым можно при желании придать новую форму путем повторного нагрева, то есть возможна переработка.
Ученые из Сколтеха проверили, как многократная переработка детали из термопластичного композита влияет на ее механические свойства. Для этого они использовали полипропиленовые стержни, армированные стекловолокном, которые были изготовлены в рамках другого исследования. Стержни нагрели и спрессовали в плоские плиты (первый цикл переработки), которые затем четырежды нарезали на полоски, нагревали и снова прессовали в плиты. Прочность и эластичность изделий каждого из пяти «поколений» замерили в ходе механических испытаний.
«Мало того, что механические характеристики в конечном итоге ухудшались не столь заметно, как мы ожидали; оказалось, что иногда переработка даже их улучшала, — прокомментировала результаты исследования его первый автор, выпускница магистратуры «Передовые производственные технологии» Сколтеха Валентина Кравцова. — Улучшение свойств отмечалось на первом цикле переработки, когда форма изделия менялась со стержня на плиту, а дальше характеристики незначительно портились при дальнейшей переработке плит в плиты».
Ученые объясняют такие довольно обнадеживающие результаты исследования выбором оптимальной технологии переработки. «Принципиально важно сохранять при переработке длину армирующего волокна. Мы резали плиты на полоски параллельно направлению волокон и за счет этого не теряли длину волокна. А если плиты резать или дробить произвольным образом, как это обычно происходит, каждый цикл переработки будет сопряжен с заметным снижением средней длины волокна и, как следствие, ухудшением механических характеристик», — пояснил руководитель исследования Александр Сафонов, доцент Центра технологий материалов Сколтеха.
Что касается химического состава материала и его термических свойств, например температуры плавления, их тоже контролировали на разных стадиях эксперимента — переработка не отразилась на этих характеристиках.
Результаты исследования дают основания рассчитывать, что при наличии соответствующего регулирования плохо поддающиеся утилизации термореактивные композиты могут постепенно вытесняться термопластичными аналогами. Последние смогут получить вторую жизнь без заметной потери качества, хотя степень влияния горячей формовки на механические характеристики переработанных изделий будет зависеть от соблюдения технологии и качества исходного сырья.
«Вероятно, сравнительно простым первым шагом могло бы стать применение горячей формовки прямо на производстве к только что изготовленным изделиям с браком: из них можно тут же получить детали другой формы с надлежащими характеристиками. Аналогичная стадия в нашем эксперименте — прессование стержней в плиты, — добавил соавтор научной статьи Кирилл Минченков, аспирант программы «Математика и механика» Сколтеха. — Следующий шаг — переработка товаров, отработавших свой срок службы, вместо их захоронения на свалке, куда сейчас попадают термореактивные полимерные композиты».
Telegram 
Дзен 
VK Ученые нашли убедительное свидетельство того, что Большое Магелланово Облако — одна из ближайших к нам галактик — впервые приближается к Млечному Пути. Это открытие меняет представления о будущем нашей Галактики — от орбит спутников до распределения окружающего газа.
Метеорный поток Эта-Аквариды достигнет своего максимума в ночь с 5 на 6 мая. Его частицы — осколки самой знаменитой кометы в истории, которая появляется над Землей раз в 76 лет. Ученый Пермского Политеха рассказал, как этот звездопад связан с кометой Галлея, почему у него есть «брат-близнец» и где лучше всего за ним наблюдать.
Формирование и эволюция звездных систем кажутся понятными и предсказуемыми, а их строение строго подчиняется законам физики. Строение «крылатых» радиогалактик выбивается из общих правил. Их необычная форма не имеет однозначного объяснения и остается предметом споров для астрофизиков.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Полифенолы и другие соединения заваренного кофе в лабораторной модели связывались с ядерным рецептором NR4A1, который участвует в ответе клеток на стресс, воспаление и повреждение. Вещества меняли активность рецептора и тормозили рост опухолевых клеток, а при подавлении рецептора эффект слабел. Ученые предложили молекулярное объяснение части полезных эффектов кофе, но не проверяли их у людей.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно