Разработка методик рециклинга армирующих наполнителей полимерных композиционных материалов с использованием эффективных катализаторов

Проект направлен на исследование и разработку эффективных методов рециклинга полимерных композиционных материалов на основе различных наполнителей, обеспечивающих возможность вторичного использования армирующих наполнителей и продуктов деградации полимерной матрицы, а также исследование свойств материалов полученных на основе регенерированного сырья. Проект основывается на разработке химических и термических методов деградации полимерной матрицы композитных материалов. Высокая актуальность данного направления обусловлена растущими потребностями и активным применением полимерных композиционных материалов в промышленности и транспорте. Доля полимерных композиционных материалов в конструкции самолета Boeing Dreamliner 787 составляет 80 %, в отечественных гражданских самолетах достигает 30%, в судостроении до 90 %, а в ряде специализированных и спортивных машин и аппаратов достигает 90 % и более. Поэтому вопрос рециклинга полимерных композиционных материалов связан с экологической безопасностью их использования в различных отраслях промышленности. Современные методы основаны прежде всего на механических методах утилизации отходов подобного рода с помощью операции дробления. Это приводит к разрушению как матрицы, так и наполнителя и при этом нет возможности использовать свойства армирующих наполнителей в первозданном состоянии. Исследование и разработка прежде всего химических методов рециклинга полимерных композиционных материалов позволит использовать тканный наполнитель в исходном его состоянии, либо получать нетканные листы на его основе, по принципу матов, по свойствам не уступающим тканным материалам. С другой стороны, использование химических методов позволяет возвращать в технологическую цепочку часть связующего в виде продуктов деполимеризации. Современное состояние проблемы рециклинга также заключается в том, что все наиболее эффективные системы сольволиза работают при высоких температурах, а в случае сверхкритических флюидов, и давлении, что существенно снижает практическую значимость разработанных методик. Использование химических методов таких как сольволиз и деструкции в среде сверхкритических флюидов являются перспективными в виду своей экологичности и энергоэффективности. Поэтому создание метода рециклинга армирующих наполнителей полимерных композиционных материалов в наиболее мягких условиях за счет использования высокоэффективных катализаторов является актуальной задачей, решение которой позволит существенно снизить себестоимость изделий из них, а также получать ряд востребованных химических продуктов деградации полимерной матрицы. Научная новизна проекта состоит в разработке технологий рециклинга полимерных композиционных материалов, имеющих широкое промышленное применение, методом сольволиза за счет введения высокоэффективных катализаторов. Установлении зависимости параметров деструкции полимерной матрицы на скорость процесса и качество вторичных продуктов распада полимерных композитов. Выявлении механизмов и стадий деструкции различных полимерных матриц и их зависимость от условий проведения процесса. Механизмы и закономерности влияния процессов рециклинга на прочностные и физико-механических свойств композитов, полученных на основе восстановленных армирующих наполнителей.