Новые самовосстанавливающиеся полимерные материалы
Новые
самовосстанавливающиеся полимерные материалы.
Исследователи
из Университета Штата Иллинойс, создали синтетический материал, который
обладает возможностью к регенерации самого себя, когда он расколот или сломан.
Материал,
состоящий из микрокапсульного средства заживления и специального катализатора,
залитого в структурной сложной матрице, мог увеличивать надежность и срок
службы термореактивных полимеров, широко используемых в разных сферах от
микроэлектроники до космоса.
Как только
формировались трещины в пределах полимерных материалов, целостность и прочность
структуры значительно ослабевала. Часто эти трещины происходят глубоко в
пределах структуры полимера, где обнаружить их довольно трудно, а порой и
практически невозможно, не говоря уже о возможности ремонта.
В новом
материале, работает процесс саморемонта. Когда образуются трещины, микрокапсулы
разрываются и высвобождают заживляющее средство в поврежденную область через
капилляры. Поскольку заживляющее средство входит в контакт с залитым
катализатором, происходит новое образование слоя полимера, который сцепляется с
существующим и закрывает трещины.
В недавних
испытаниях на излом, регенерируемые соединения, восстанавливались на 75% от их
первоначальной прочности. И поскольку микротрещины саморемонтируются, сами
полимерные материалы требуют меньшего обслуживания, и, следовательно, обладают
меньшей стоимостью эксплуатации.
Заполнение
микротрещин также смягчит неблагоприятные эффекты от коррозии. Эта технология
увеличивает продолжительность жизни изделий в два или три раза.
Способность к
самовосстановлению и восстановлению герметичности, также расширяет срок службы
тех полимерных плат с микросхемами, где микротрещины могут приводить к
механическим и электрическим неисправностям.
Одна из многих
проблем, что возникла при создании таких регенерирующихся материалов - это
получение надлежащего размера микрокапсул. В настоящее время используются сферы
приблизительно диаметром в 100 микрон. Большие сферы могли ослабить саму
структурную матрицу полимера, поэтому работа по созданию капсул меньшего
размера продолжается и сегодня.
Также нужно
было определить правильную толщину оболочки, так чтобы капсулы открылись под
соответствующим напряжением, а не самопроизвольно. Стенки капсул, которые
являются слишком толстыми, не будут разрываться, в то время как капсулы со
слишком тонкими стенками, будут лопаться даже при малейших нагрузках, причем,
несмотря на то, что неисправностей и трещин в полимере не будет.
Список
литературы
Для подготовки
данной работы были использованы материалы с сайта http://chemistry.narod.ru/