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 Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Мы много знаем о том, как цивилизации до нас строили дома и дороги, но с объектами материальной культуры дела обстоят сложнее. Ремесленные техники часто хранились в строгом секрете и могли быть случайно утрачены при неудачном стечении обстоятельств. Так случилось с ювелирной техникой цзинь чжэ сы.
Новая находка доказывает, что эволюция изобрела как минимум два независимых способа бороться с вирусами. Это открытие кардинально меняет представления о развитии иммунитета и расширяет горизонты для поиска новых лекарств.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Мы много знаем о том, как цивилизации до нас строили дома и дороги, но с объектами материальной культуры дела обстоят сложнее. Ремесленные техники часто хранились в строгом секрете и могли быть случайно утрачены при неудачном стечении обстоятельств. Так случилось с ювелирной техникой цзинь чжэ сы.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
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