Ученые ЭТИ СГТУ имени Гагарина Ю.А. заведующий лабораторией коллективного пользования «Современные методы исследования функциональных материалов и систем», доцент кафедры ЕМН Антон Станиславович Мостовой (индекс Хирша 21 по РИНЦ, 17 по Scopus), инженер лаборатории ОСУП Андрей Сергеевич Щербаков (индекс Хирша 5 по РИНЦ, 6 по Scopus) опубликовали статью «Epoxy Composites Modified with Functionalized Aluminosilicate Microspheres from Thermal Power Plant Ash: Complex Improvements in the Mechanical and Thermal Properties», в высокорейтинговом журнале «Polymers» (квартиль SCOPUS – Q1, Impact Factor = 4,7; CiteScore = 9,7). Перевод статьи на английский язык выполнен старшим преподавателем кафедры «Экономика и гуманитарные науки» Мариной Ивановной Лопуховой.
Одним из соавторов данной статьи также стала студентка группы ХМТН-41 Виктория Свиткина, для которой это уже третья публикация в серьёзном научном журнале (научный руководитель студентки – к.т.н., доцент А.С. Мостовой).
В данной работе исследовано влияние алюмосиликатных микросфер (АСМ), полученных из золы теплоэлектростанций, на свойства эпоксидных композитов. Разработан метод модификации поверхности АСМ аминоуксусной кислотой (АУК) для улучшения адгезии на границе раздела полимер-наполнитель. Комплексными методами анализа, включая сканирующую электронную микроскопию, инфракрасную спектроскопию, термогравиметрический анализ, ДСК и ДМА установлено, что добавление оптимального количества АСМ приводит к значительному улучшению физико-механических характеристик композитов: прочность при изгибе увеличивается на 112%, модуль упругости – на 198%, ударная вязкость – на 50%. Функционализация АСМ усиливает взаимодействие с матрицей, обеспечивая композитам лучшие показатели прочности и термической стабильности среди исследованных материалов. Исследование кинетики отверждения показало инициирующее влияние функционализированных АСМ на процесс отверждения эпоксидных композиций, связанный с наличием активных аминогрупп на поверхности частиц. Полученные композиты демонстрируют потенциал для применения в конструкционных и огнестойких материалах, обладают высокими деформационно-прочностными характеристиками и способствуют утилизации промышленных отходов.
Со статьей можно ознакомиться на странице журнала в открытом доступе: https://www.mdpi.com/2073-4360/17/12/1666
Ученые ЭТИ СГТУ имени Гагарина Ю.А. заведующий лабораторией коллективного пользования «Современные методы исследования функциональных материалов и систем», доцент кафедры ЕМН Антон Станиславович Мостовой, доцент кафедры ЕМН Наталья Михайловна Еремеева, инженер лаборатории ОСУП Андрей Сергеевич Щербаков опубликовали статью «Study of The Structure, Properties and Sorption Activity of Oil Sorbents Based on Secondary Cellulose-Containing Raw Materials of Buckwheat Cereal Production», в высокорейтинговом журнале «Molecules» (квартиль SCOPUS – Q1, Impact Factor = 4,2; CiteScore = 7,4). Перевод статьи на английский язык выполнен старшим преподавателем кафедры «Экономика и гуманитарные науки» Мариной Ивановной Лопуховой.
В данной работе показана возможность применения вторичного целлюлозосодержащего сырьевого ресурса крупяного производства гречихи, а именно ее оболочки, в качестве сорбентов для сбора нефти и нефтепродуктов. С целью повышения выхода готового продукта, развития пористости и улучшения сорбционных характеристик оболочки гречихи предложены методы ее физической и химической модификации. Изучено влияние режимов модификации на параметры пористой структуры, а также сорбционную способность разработанных материалов по различным видам нефтепродуктов. Осуществлен подбор оптимальных параметров модификации оболочки гречихи, обеспечивающих получение эффективных непотопляемых сорбентов на основе оболочки гречихи с запасом плавучести более 20 суток и высокой сорбционной способностью сорбентов по нефти - до 6.1 г/г и отработанному моторному маслу - до 4.9 г/г. Применение оболочки гречихи в качестве сорбента позволяет не только ликвидировать нефтезагрязнения как на водной, так и на грунтовой поверхности, но и решать проблемы утилизации отходов сельскохозяйственного производства.
Со статьей можно ознакомиться на странице журнала в открытом доступе: https://www.mdpi.com/1420-3049/30/11/2285
Ученые Саратовского государственного технического университета имени Гагарина Ю.А. разработали высокопрочные вантовые растяжки из композиционных материалов, которые будут востребованы при строительстве дождевальных машин, мостов, высотных мачт, башен, спортивных конструкций и других навесных сооружений.
Небольшой вес этих растяжек значительно уменьшает давление на опорные элементы и основания, а их отличная устойчивость к коррозии облегчает процесс обслуживания и сокращает затраты на эксплуатацию. Авторы разработки – сотрудники лаборатории коллективного пользования «Современные методы исследования функциональных материалов и систем» Энгельсского технологического института (филиала) СГТУ, кандидаты технических наук Андрей Щербаков и Антон Мостовой.
«Современные инженерные сооружения требуют материалов, сочетающих прочность, малый вес и устойчивость к внешней среде. Особенно это важно для вантовых конструкционных элементов, которые применяются при строительстве дождевальных машин, мостов, мачт, башен и других навесных сооружений. Традиционно для этих целей используют стальные канаты, но у них есть слабые стороны. Они тяжелые, подвержены коррозии, им необходимо защитное покрытие. Мы же разработали уникальную технологию получения новых композитных вантовых растяжек, способных заменить сталь без потерь в эксплуатационных характеристиках при снижении цены конечного изделия. Наша технология полностью совместима с существующими производственными линиями и не требует дорогостоящего оборудования», – рассказывает Андрей Щербаков.
По словам ученых СГТУ, основой композиционной вантовой растяжки является эпоксидная смола, армированная базальтовыми или стеклянными волокнами. Этот материал, известный как полимерный композит, отличается высоким соотношением прочности к весу. Главный же технологический прорыв политеховцев достигнут благодаря модификации связующего – самой смолы.
В ходе исследования применялись два метода: первоначально смола модифицировалась наночастицами оксида графена или углеродными нанотрубками в концентрации менее 1%. Для повышения эффективности упрочнения поверхность наночастиц обрабатывалась аминосиланом, обеспечивающим химическое связывание с эпоксидной матрицей. Такая обработка способствовала лучшему соединению наполнителя с полимером, увеличивая прочность и жесткость композита примерно на 25%. Затем, для дальнейшей интенсификации межфазного взаимодействия, эпоксидное связующее, модифицированное нанотрубками, подвергалось кратковременному воздействию микроволнового излучения. Этот метод активирует функциональные группы на поверхности наночастиц, усиливая их химическую связь с матрицей и обеспечивая более однородное распределение наполнителя. В результате достигается дополнительное повышение прочности и термостойкости конечного композита.
В итоге учеными СГТУ были разработаны композитные вантовые растяжки, способные выдерживать нагрузки растяжения, превышающие 1600 мегапаскалей, а также обладающие устойчивостью к воздействию влаги и соленой среды, что обеспечивает их защиту от коррозии. При этом плотность материала становится вчетверо меньше, чем у стали, что позволяет значительно снизить вес конструкции без ущерба для ее прочности.
По материалам исследований опубликованы научные статьи в журналах.
Reinforced Epoxy Composites Modified with Functionalized Graphene Oxide
Научная группа под руководством профессора, доктора технических наук Кардаш Марины Михайловны получила экспериментальную партию нового типа мозаичных мембран.
В рамках научного проекта «Влияние низкотемпературной ионно-плазменной предподготовки волокнистых систем при создании нового поколения композиционных гетерогенных мозаичных мембран с встроенными “core-shell” наночастицами», поддержанного Российским научным фондом (грант № 23-29-00346), обоснована идея одновременного формирования анионо-катионитовой матрицы на волокнистых системах различной природы.
Проект позволил на основе модельных представлений Ван Кревелена и Лущейкина (моделирование свойств полимеров по химическому строению и составу) провести расчеты температурных зависимостей диэлектрической проницаемости, коэффициента диэлектрических потерь и тангенса угла электрических потерь исследуемых мембранных систем, а также оценены их прочностные характеристики, а также разработать составы и способы изготовления композиционных гетерогенных мембран мозаичной структуры со встроенными “core-shell” наночастицами оксидов металлов и полупроводников.
В проекте принимает активное участие новое поколение молодых ученых – аспирант СГТУ Тураев Тимур и студентка направления подготовки «Химическая технология» ЭТИ Морозова Агата.
Научная группа Кардаш М.М. обладает мощной вычислительной базой, позволяющей заниматься предсказательным моделированием свойств новых мембран на основе моделей эффективной среды и молекулярного моделирования элементарных фрагментов композиционных гетерогенных мозаичных мембран.
Результаты исследований опубликованы в научных журналах:
- Терин Д.В., Кардаш М.М., Тураев Т.А., Тюрин И.А. Ионно-плазменная предподготовка новолачных фенолформальдегидных и полиэфирных волокнистых систем/Химические волокна, №4, 2024, С.21-24.
- Терин, Д. В., Кардаш , М. М., Тураев, Т. А., Морозова, А. Ю., & Синев, И. В. (2024). Перспективы плазменной активации волокон при разработке композиционных гетерогенных мозаичных мембран. Industrial Processes and Technologies, 4(2(12), 41–59. https://doi.org/10.37816/2713-0789-2024-4-2(12)-41-59
Участниками Конгресса стали члены научного коллектива, выполняющего исследование, поддержанное Российским научным фондом – грант РНФ № 23-29-00346 «Влияние низкотемпературной ионно-плазменной предподготовки волокнистых систем при создании нового поколения композиционных гетерогенных мозаичных мембран с встроенными “core-shell” наночастицами», под руководством профессора, доктора технических наук Кардаш Марины Михайловны ( https://www.rscf.ru/project/23-29-00346/ ).
Конгресс молодых ученых проходил 28-30 ноября 2023 года в Парке науки и искусства «Сириус». Это ключевое ежегодное мероприятие Десятилетия науки и технологий в России, объявленного Президентом Российской Федерации Владимиром Путиным в 2022 году. Конгресс объединяет представителей ведущих научных школ из разных регионов России, научных и образовательных организаций, органов власти, индустриальных партнеров, ярких лидеров отечественной науки, а главное – молодых ученых, победителей конкурсов грантов, студентов и школьников из России и других стран.
Заместитель Председателя Правительства Российской Федерации Дмитрий Чернышенко, обращаясь к участникам Конгресса, подчеркнул: «Первоочередная задача, поставленная Владимиром Путиным – укрепление технологического суверенитета. Для этого страна должна сама себя обеспечивать всей критически значимой продукцией – микроэлектроникой, станками, транспортом, медикаментами, продуктами питания. Именно такие производственные цепочки лежат в основе «мегапроектов». При этом мы понимаем, что добиться успехов в экономике в целом и в промышленном производстве в частности невозможно без ученых и их прорывных идей. Это глобальная задача для науки. Поэтому Правительство продолжит создавать все условия для комфортной работы исследователей».
В Москве в Институте физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН (ИФХЭ РАН) завершилась Всероссийская конференция по электрохимии с международным участием, которая собрала более двухсот участников со всей России. Энгельсский технологический институт (филиал) СГТУ имени Гагарина Ю.А. представили аспирант Тимур Алихонович Тураев и профессор кафедры «Технология и оборудование химических, нефтегазовых и пищевых производств» Марина Михайловна Кардаш.
Научная программа конференции предусматривала устные и стендовые доклады, а также онлайн-доклады ведущих российских и мировых ученых в различных областях электрохимии. На постерной секции более 40 молодых ученых представили свои доклады, посвященные всем областям современной электрохимии и смежным дисциплинам.
Участие в конференции позволило ученым ЭТИ СГТУ расширить круг научных контактов, необходимых для проведения дальнейших совместных исследований с другими организациями Академии наук и ВУЗами.
М.М. Кардаш, Д.В. Терин, Т.А. Тураев, Д.В. Айнетдинов – ученые Энгельсского технологического института (филиал) Саратовского государственного технического университета имени Гагарина Ю.А. опубликовали статью «Anion-exchange membrane «Polikon A» based on polyester fiber fabric (functionalized by low-temperature high-frequency plasma) with oxidized metal nanoparticles».
В данной работе продемонстрирована перспективность низкотемпературной плазменной предобработки ткани на основе полиэфирного волокна для последующего управляемого поликонденсационного синтеза анионообменных композиционных гетерогенных мембран нового поколения.
Исследование выполнено под научным руководством профессора доктора технических наук, профессора Марины Михайловны Кардаш.
Со статьей можно ознакомится на сайте журнала в открытом доступе: https://www.mdpi.com/2077-0375/13/8/742
Ссылка для цитирования:
Terin, D.; Kardash, M.; Ainetdinov, D.; Turaev, T.; Sinev, I. Anion-Exchange Membrane “Polikon A” Based on Polyester Fiber Fabric (Functionalized by Low-Temperature High-Frequency Plasma) with Oxidized Metal Nanoparticles. Membranes 2023, 13, 742.