Научные основы создания морозостойких композитов технического и дорожно-строительного назначения с высокой надежностью и долговечностью при эксплуатации в арктическом климате

Освоение Арктики, интенсификация работ по добыче и переработке полезных ископаемых, обеспечение Северного морского пути не может решиться в полном объеме без разработки материалов, пригодных для эксплуатации в условиях Арктики. Для модернизации существующей и проектирования новой техники для освоения Арктики перспективными арктическими полимерными материалами являются композиты с работоспособностью при температуре ниже минус 50 °С. В Указе Президента РФ от 5 марта 2020 г. N 164 "Об Основах государственной политики Российской Федерации в Арктике на период до 2035 года" разработка материалов и техники для применения в арктических условиях выделена в ряд основных задач. Анализ работоспособности материалов в арктических условиях показывает, что одной из первоочередных задач при освоении региона является создание полимерных и строительных материалов с высоким уровнем надежности и срока службы в экстремальных климатических условиях Арктики. В настоящее время при разработке новых конкурентоспособных функциональных материалов, недостаточно обеспечивать выполнение ими основных функций, например, повышенную прочность, эластичность, износостойкость, электропроводность и т.д., но и следует обеспечить их климатическую стойкость, экологическую безопасность и т.д. В условиях слаборазвитой транспортной инфраструктуры арктических территорий и отделенности населенных пунктов от мест производства запасных частей и проведения ремонта, надежность и срок службы материалов, рабочих узлов и деталей особенно важны. Одной из основных проблем полимерных материалов при эксплуатации является их способность к более активному по сравнению с другими материалами старению, значительно снижающего их срок службы. В арктическом климате эти процессы интенсифицируются из-за сильных перепадов годовых и суточных температур, повышенному уровню УФ и озона, а для многих конструкционных материалов дополнительное негативное воздействие оказывают еще и мерзлотные почвы. Поэтому, для создания полимерных и композиционных материалов арктического назначения помимо тщательного выбора полимерной матрицы и функциональных ингредиентов, разработки новых технологий переработки и методов исследования полимерных композитов, необходимо разрабатывать новые методы решения математических задач, используемых для повышения информативности стендовых и эксплуатационных испытаний и строить эффективные модели прогнозирования срока службы материалов и конструкций в условиях одновременного воздействия на композиты нескольких деструктивных факторов внешней среды, а также проводить комплексное испытание их климатической стойкости в северных условиях. В области разработки новых арктических строительных композиционных материалов перспективным и экономически обоснованным является использование сырья различного геолого-минералогического состава, добываемого на территории северных и арктических территорий.