Разработка растворимых аморфных и кристаллических суперконструкционных полиэфиркетонов и полиэфирэфиркетонов и методов их получения в качестве связующих для изделий автомобильной, авиационной и космической техники

В настоящее время отечественная промышленность не располагает производством полиариленэфиркетонов, куда входят полиэфиркетоны (ПЭК) и полиэфирэфиркетоны (ПЭЭК), и композитов на их основе, используемых в авиационной и электронной технике, поэтому их приходится закупать за рубежом в объеме 80-100 тонн в год (в США, Англии, Японии, Китае - полиэфиркетоны производятся крупномасштабно) по ценам в десятки раз превышающим широко применяемые на сегодня конструкционные материалы. Уникальный комплекс эксплуатационных свойств: деформационная теплостойкость, термостойкость, а также огнестойкость, химическая и радиационная стойкость, низкое водопоглощение, стойкость к пиролизу, стимулировало их разработку за рубежом. По результатам Researchand Markets глобальный рынок ПЭЭК в 2018 оценивался в сумму 831 млн. долларов. Объем рынка рос в среднем на 8,8 % до 2020 года, развитие во всем мире таких отраслей промышленности как электроника, автомобилестроение, авиастроение будет способствовать росту спроса ПЭК, ПЭЭК и нанокомпозитов на их основе. Одним из основных причин большого спроса на ПЭК и ПЭЭК на сегодняшний день является также повышение эффективности использования топливно-энергетических ресурсов в связи с постоянным ростом цен на топливо. Масса авто- и авиаконструкций значительно влияет на эффективность использования топлива в автомобилях, самолетах и космических аппаратах и ПЭЭК, благодаря своим основным характеристикам, таким, как низкая удельная масса (в два раза ниже чем у алюминия и в шесть раз ниже чем у стали) и высокая прочность, является экономически эффективным материалом нового поколения. Россия находится на втором месте в мире по объёму выпускаемой продукции военного самолётостроения (более 100 самолетов за 2010 год) и на 3-м месте по объёму выпускаемой продукции вертолётостроения (300 вертолётов за 2012 год, 6 % мирового рынка вертолётов). Между тем к 2025 году в России планируется производить около 300 гражданских самолетов в год. По предлагаемым методам получения ПЭК замена дорогостоящего дигалогенида с одновременным смягчением условий синтеза и экономии энергозатрат на имеющемся оборудовании можно будет получать полимерные материалы в разы дешевле по себестоимости. Известные технологические линии подходят для подобных производств и имеющиеся производственные мощности не требуют переоснащения. Для реализации производства дополнительного оборудования и дорогостоящих химреактивов не потребуется. Производство будет нести экологически чистый характер и может быть организовано в промышленных зонах различных регионов. На себестоимость ПЭК, ПЭЭК и композитов на их основе существенно влияют высокие цены исходных мономеров. Научная новизна проекта заключается в использовании доступного и относительно недорогого мономера дихлорбензофенона взамен общепринятому и очень дорогому дигалогениду для получения ПЭК и ПЭЭК. Также впервые в рамках проекта будут разработаны принципиально новые полимерные композиты на основе ПЭК и ПЭЭК и стеклянных и углеродных армирующих наполнителей. Разработка новых суперконструкционных полиэфиров и их композитов для различных отраслей, а также технологии их синтеза является особенно актуальной, поскольку позволит сократить темпы отставания России в области получения ПЭК и ПЭЭК с последующим созданием производства суперконструкционных материалов отечественной промышленностью. Результаты исследований по прогнозированию развития рассматриваемой научно-технологической сферы подтверждают, что заявленное исследование входит в научно-технологические российские и мировые приоритеты. Актуальность и востребованность тематики настоящего исследования подтверждает также заинтересованность таких предприятий, как АО «Композит» (г. Москва), Всероссийский институт авиационных материалов (ВИАМ, г.Москва) и ГК «Росатом» (АО «НИФХИ им. Л.Я. Карпова») в разработке новых растворимых полиэфиров и различных композитов на их основе, а также технологии их получения.