Top.Mail.Ru

Ƶ

Ученые СПбГУПТД совместно с петербургским школьником создали новый способ переработки углепластика

14 декабря

Ученые кафедры наноструктурных, волокнистых и композиционных материалов им. А. И. Меоса СПбГУПТД совместно со школьником Михаилом Балабаевым создали новый способ переработки углепластика для получения содержащегося в нем углеродного волокна, который можно использовать повторно.

Команда проекта стала победителем конкурса «Поддержка научного и инженерного творчества школьников старших классов» Комитета по науке и высшей школе.

Михаил Балабаев учится в 10 классе школы № 457 Выборгского района. За год до этого Михаил вместе с одноклассниками побывал на профориентационном мастер-классе «Композиты вокруг нас» кафедры наноструктурных, волокнистых и композиционных материалов им. А. И. Меоса СПбГУПТД. Работа в лаборатории вместе с учеными вуза вдохновила школьника на создание собственного исследовательского проекта по разработке метода вторичной переработки углепластика. Его инициативу поддержали преподаватели университета.

Под руководством преподавателя кафедры Ольги Гладуновой Михаил изучал полимерные материалы, совмещая учебу в школе с серьезными научными исследованиями. Он регулярно работал в университетских лабораториях, где проводил эксперименты и анализировал полученные данные.

Углепластик — это полимер, армированный углеродным волокном, который применяется для изготовления деталей автомобилей, мотоциклов, космических аппаратов, самолетов, вертолетов и других летательных аппаратов.

«Отслужившие свой срок детали скапливаются на многочисленных «кладбищах» — мусорных полигонах, пополняя их полимерными отходами. Чаще всего для переработки углепластика используют механическое измельчение, с последующим применением этой дробленой крошки для упрочнения, например, бетонов. Однако основа углепластика — это углеродное волокно, которое является дорогостоящим и энергоемким, а значит подходит для повторного использования. Поэтому актуальной задачей является поиск способов извлечения углеродного волокна из полимерного связующего с целью его повторного использования», — комментирует Михаил Балабаев.

В итоге был создан комбинированный метод переработки отходов углепластика (углеродного волокна в эпоксидной матрице), сочетающий химическое растворение и термическое разложение полимера. Преимущество данного метода — эффективное выделение дорогостоящих углеродных волокон из композита со степенью очистки до 96% и сохранением их первоначальных структурных свойств для повторного использования. Кроме того, метод является более экологичным за счет уменьшения объемов неперерабатываемых отходов.

«Наш способ позволяет «отмыть» дорогие углеродные волокна от старого пластика. В результате мы получаем практически чистое, неповрежденное волокно, которое можно снова использовать для создания прочных и легких деталей, а не просто превращать в мусор или крошку», — добавляет Ольга Гладунова.

Вклад в успех проекта внесли и другие ученые кафедры: Наталья Лукичева отвечала за планирование эксперимента и обработку результатов, Иван Кортунов — за термическую обработку образцов, а консультационную поддержку по методике сольволиза полимерной матрицы обеспечила Екатерина Ширшова.

Проект был успешно защищен в школе, а затем заслужил высокую оценку жюри конкурса «Поддержка научного и инженерного творчества школьников старших классов». Михаилу вручили диплом победителя, ценные призы и сборник научных трудов. Его научный руководитель Ольга Гладунова была отмечена благодарностью от Комитета по науке и высшей школе.