На Урале создали рецептуру пластика для Крайнего Севера

Исследователи Южно-Уральского государственного университета разработали новый состав пластика, способного сохранять прочность и эластичность при температуре минус 60 градусов и ниже. Материал предназначен для использования в условиях Крайнего Севера, где обычные полимерные изделия могут становиться хрупкими. О разработке сообщает ТАСС со ссылкой на пресс-службу университета. Ранее исследования морозостойких полимеров также освещались на официальном сайте Южно-Уральского государственного университета.

По информации разработчиков, новая рецептура обеспечивает морозостойкость примерно на 20% выше, чем у большинства сравниваемых материалов.

В университете считают, что такой пластик может найти применение в нефтегазовой промышленности, транспортной отрасли, связи и производстве инженерного оборудования.

Почему обычный пластик не подходит для Крайнего Севера

Одной из основных проблем эксплуатации оборудования в Арктике остается воздействие экстремально низких температур.

В отдельных северных районах, включая Якутию, морозы могут достигать минус 60 градусов.

При таких условиях многие пластиковые детали теряют первоначальные свойства. Материал становится менее гибким, начинает трескаться и разрушаться под нагрузкой.

По данным исследователей, обычные бытовые пластики рассчитаны преимущественно на температуры до минус 15–30 градусов.

Специальные морозостойкие составы могут выдерживать охлаждение до минус 40 градусов, а некоторые материалы для северных условий сохраняют необходимые характеристики при минус 50.

Однако для использования в наиболее суровом климате этого бывает недостаточно.

Особенно высокие требования предъявляются к уплотнениям трубопроводов, изоляции электрических проводов, оконным конструкциям и другим изделиям, которые продолжительное время находятся на открытом воздухе.

Как ученые повысили устойчивость пластика к морозам

Для получения нового материала специалисты Южно-Уральского государственного университета изменили состав пластифицирующих добавок.

Пластификаторы вводят в полимер, чтобы повысить его гибкость и уменьшить хрупкость.

Исследователи использовали сочетание молекулярных участков с разными химическими свойствами.

Полярные группы обеспечивают взаимодействие добавки с полимером, помогая сохранять прочность материала.

Неполярные участки, в свою очередь, способствуют подвижности полимерных цепей и позволяют пластику оставаться гибким при охлаждении.

Благодаря такому сочетанию ученые рассчитывали одновременно сохранить механическую устойчивость и эластичность материала.

Компьютерное моделирование помогло подобрать состав

Разработке рецептуры предшествовало исследование поведения молекул.

Специалисты использовали компьютерное моделирование, чтобы определить, как различные сочетания пластификаторов взаимодействуют с полимерными цепями.

Полученные расчеты помогли подобрать компоненты, которые должны обеспечивать устойчивость материала к экстремальному охлаждению.

В результате исследователи создали состав, сохраняющий основные эксплуатационные свойства при температуре минус 60 градусов и ниже.

По оценке университета, достигнутые характеристики превосходят показатели большинства аналогов приблизительно на 20%.

Где планируют применять морозостойкий материал

Одним из перспективных направлений использования разработки названа нефтегазовая промышленность.

В северных регионах пластиковые элементы применяются в трубопроводном оборудовании, уплотнителях и инженерных системах. Их разрушение из-за низких температур может повлиять на надежность всей конструкции.

Новый материал также рассматривают для транспортной отрасли и средств связи.

В частности, морозостойкие полимеры востребованы при изготовлении кабельной изоляции и деталей оборудования, эксплуатируемого вне отапливаемых помещений.

Разработчики рассчитывают, что применение нового состава позволит повысить долговечность таких изделий в суровых климатических условиях.

При этом сведения о начале серийного производства пластика или результатах его длительных промышленных испытаний пока не приводятся.

Создание морозостойкой рецептуры стало очередным результатом исследований полимерных материалов в Южно-Уральском государственном университете. Дальнейшее применение разработки будет зависеть от испытаний и требований конкретных отраслей промышленности.