Мы используем cookie файлы.
Пользуясь сайтом, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности.

Лаборатория № 22 ИВС РАН «Многомасштабное экспериментальное исследование и моделирование полимерных композитов на основе перспективных термопластов для промышленного применения» (ПОЛИКОМП)

Приглашенный ученый Кенни Хосе Мария Италия
Номер договора
14.Z50.31.0002
Период реализации проекта
2014-2018

По данным на 30.01.2020

43
Количество специалистов
29
научных публикаций
5
Объектов интеллектуальной собственности
Общая информация

Ученые лаборатории разрабатывают новые композиционные материалы на основе термопластичных полимеров. Разработки лаборатории будут использоваться в качестве замены металлам в инженерных конструкциях, обладающих малым удельным весом, экологической безопасностью и улучшенными эксплуатационными характеристиками.

Название проекта: Многомасштабное экспериментальное исследование и моделирование полимерных композитов на основе перспективных термопластов для промышленного применения

Приоритет СНТР: а


Цели и задачи

Направления исследований: Новые материалы, производственные технологии и процессы

Цель проекта: Разработка новых полимерных композиционных материалов с улучшенными эксплуатационными характеристиками, технологии их получения, а также исследование методами многомасштабного компьютерного моделирования и экспериментальными методами основных факторов, влияющих на их структурные, механические, теплофизические и электрические свойства


Практическое значение исследования

Научные результаты:

  • Отработаны и оптимизированы методы получения нанокомпозитов на основе термопластичных полимеров различных классов с использованием растворной и расплавной методик. Проведено исследование влияния способа получения полиимидов (в том числе метода имидизации полиамидокислоты) на свойства синтезируемых полимеров и полученных нанокомпозитов.
  • Разработанные экспериментальные методики использовались для получения нанокомпозитов на основе полиимидов, полиэфирэфиркетона, полифениленсульфона и других термопластичных полимеров с применением широкого спектра наночастиц в качестве наполнителей (углеродных волокон, нанотрубок, в том числе и с модифицированной поверхностью, графена).
  • Проведено исследование механических свойств полученных материалов и их зависимости от структуры полимерной матрицы вблизи поверхности наночастиц, процессов кристаллизации и транскристаллизации, протекающих в материалах.
  • Исследовано влияние химического строения полимерного связующего, а также типа и количества вводимого нанонаполнителя на свойства получаемых материалов методами многомасштабного компьютерного моделирования, включающими квантово-химические расчеты, полноатомное моделирование методом молекулярной динамики, мезоскопические и континуальные методы.
  • Исследовано влияние частиц наполнителя на структуру полимерного связующего в нанокомпозитах и определены основные условия, при которых углеродные наночастицы способны инициировать кристаллизацию полимера. Экспериментальными методами и методами компьютерного моделирования изучена кинетика кристаллизации полимеров в нанокомпозитах.
  • Доказано, что кристаллизация полимеров приводит к изменению механических свойств композитов на их основе, связанному с анизотропией свойств полимерного связующего вблизи поверхности частиц наполнителя.

Образование и переподготовка кадров:

  • Разработаны 2 новых образовательных курса: «Материаловедение» и «Полимерные композиционные материалы».
  • Защиты: 1 докторская диссертация, 1 кандидатская диссертация.

Организационные и инфраструктурные преобразования:

  • Разработан проект инжинирингового центра химии новых полимерных и гибридных материалов, включающего конструкторское бюро инженерного проектирования, математического расчета и многомасштабного моделирования, лабораторию химии современных материалов, лабораторию технологий производства композиционных материалов, лабораторию контроля физических свойств разрабатываемых изделий.
  • Подписан меморандум о сотрудничестве между ИВС РАН и АО «Объединенная судостроительная корпорация».
  • ИВС РАН был приглашен к работе в Санкт-Петербургский композитный кластер и вошел в его состав в 2016 году; ответственный исполнитель работ по проекту, доктор физико-математических наук С. В. Люлин, возглавляет научно-технический совет композитного кластера.
  • Заключены договоры о сотрудничестве в области разработки и производства новых композиционных материалов на основе термопластичных полимеров с ООО «Завод по переработке пластмасс имени «Комсомольской правды» (г. Санкт-Петербург) и Московским государственным областным университетом (г. Королев). Представителем ИВС РАН получено приглашение войти в состав совета директоров ООО «Завод по переработке пластмасс имени «Комсомольской правды».
  • На основе деятельности Лаборатории и установленных контактов с промышленными компаниями подготовлен к реализации проект по созданию технологии производства крепежных изделий из полимерных композиционных материалов для использования в судостроении «Композитный крепеж». Проект одобрен научно-техническим советов АО «ОСК», рабочей группой № 2 по рассмотрению предложений, поступивших для реализации в рамках государственной программы Российской Федерации «Развитие судостроения и техники для освоения шельфовых месторождений на 2013-2030 годы», научно-координационным советом при Министерстве промышленности и торговли Российской Федерации. В рамках реализации проекта заключен договор между ИВС РАН и АО «СНСЗ» общей стоимостью более 7 млн. руб.

Другие результаты:

Как часть работы Лаборатории в ИВС РАН ежегодно проводится Международная конференция по термопластичным полимерам, посвященная как результатам работы Лаборатории, так и обмену опытом с приглашенными зарубежными учеными, работающими в области полимерных композиционных материалов. В рамках конференции в 2015 и 2016 годах проводились круглые столы, посвященные переносу результатов научных исследований в область промышленного применения, с участием представителей ведущих российских научно-исследовательских и промышленных организаций.

Сотрудничество:

Санкт-Петербургский государственный университет (Россия), МГУ имени М. В. Ломоносова
(Россия), Университет Перуджи (Италия), Европейский центр наноструктурированных
полимеров (Италия), Институт полимерных технологий и нанотехнологий
(Аргентина), Технический университет Эйндховена (Нидерланды), Голландский
институт полимеров (Нидерланды), Universidad Pontificia Bolivariana (Колумбия), Институт нефтехимического синтеза имени А. В. Топчиева РАН (Россия), Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт» (Россия): совместные исследования
Скрыть Показать полностью
Nazarychev V., Toshchevikov V., Larin S., Lyulin S.
Local orientational mobility of polyimide-based nanocomposites. Polymer 147: 142-149 (2018).
Lukasheva N., Tolmachev D., Nazarychev V., Kenny J., Lyulin S.
Influence of specific intermolecular interactions on the thermal and dielectric properties of bulk polymers: atomistic molecular dynamics simulations of Nylon 6. Soft Matter 13: 474-485 (2017).
Nazarychev V., Lyulin A., Larin S., Gurtovenko A., Kenny J., Lyulin S.
Molecular dynamics simulations of uniaxial deformation of thermoplastic polyimides. Soft Matter 12: 3972-3981 (2016).
Falkovich S., Nazarychev V., Larin S., Kenny J.M., Lyulin S.
Mechanical Properties of a Polymer at the Interface Structurally Ordered by Graphene. The Journal of Physical Chemistry C 120(12): 6771–6777 (2016).
Nazarychev V., Lyulin A., Larin S., Gofman I., Kenny J.M., Lyulin S.
Correlation between the High-Temperature Local Mobility of Heterocyclic Polyimides and Their Mechanical Properties. Macromolecules 49(17): 6700–6710 (2016).
Фотоальбомы
Вторник , 03.12.2019
Другие лаборатории и ученые
Лаборатория, принимающая организация
Область наук
Город
Приглашенный ученый
Период реализации проекта
Лаборатория. Приглашенный ученый Холкин Андрей Леонидович

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"

Технологии материалов

Томск

Холкин Андрей Леонидович

Португалия

2021-2023

Лаборатория. Приглашенный ученый Кайбышев Рустам Оскарович

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева"

Технологии материалов

Москва

Кайбышев Рустам Оскарович

Россия

2021-2023

Квантовая оптика в алмазах

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Федеральный исследовательский центр Казанский научный центр Российской академии наук»

Технологии материалов

Казань

Хеммер Филип Роберт

США

2018-2020