Синтез и исследование тонкой структуры и морфологии микрочастиц полиимидного порошка для селективного лазерного сплавления

Проект направлен на решение актуальной задачи синтеза отечественного термопластичного полимера для его переработки в трёхмерное термостойкое изделие с использованием аддитивных технологий, а именно селективного лазерного сплавления (СЛС). Для решения данной задачи необходимо проведение комплексных исследований закономерностей формирования структуры трёхмерного изделия при сплавлении полимерных порошков, изучение процесса сплавления в зависимости от молекулярной массы полимера, его надмолекулярной структуры и физических свойств, морфологии микрочастиц порошка и параметров селективного лазерного сплавления (мощности лазера, скорости штриховки, шага сканирования). В качестве объекта исследования выбран полиимидный термопласт Р-ОДФО на основе 1,3-бис-(3,3’,4,4’-дикарбоксифенокси)бензола (диангидрид Р) и 4,4- бис(аминофенокси)дифенила (диамин ОДФО) с развитой надмолекулярной структурой и морфологией, способной изменяться в ходе синтеза полимера, а также под воздействием (нуклеация) вводимых в полимер наночастиц диоксида кремния и углеродных наночастиц (графен, нанотрубки и нановолокна). Синтезируемый полиимид получается в виде тонкодисперсного порошка, который можно обрабатывать, как показали предварительные эксперименты, с помощью СЛС-технологии. С помощью электронной микроскопии были исследованы морфология и размер микрочастиц полиимидного порошка, а также структура образцов, полученных по СЛС-технологии. Для исследования процесса спекания полимерных порошков была применена экспериментальная платформа, сочетающая синхротронную дифракцию рентгеновских лучей, использующая нано- и микроразмерные пучки, со сверхбыстрой нанокалориметрией на чипе. На основе синтезируемого полиимида, модифицированного углеродными наночастицами, получены методом СЛС лабораторные образцы в виде двух- и трехмерных объектов, а также всесторонне охарактеризованы их механические и теплофизические свойства.