Российские исследователи совершили прорыв в области материаловедения: они разработали новый тип эпоксидного клея, который не только прочнее соединяет металлические детали, но и обладает повышенной стойкостью к высоким температурам и возгоранию. Этот материал может найти применение в авиастроении, судостроении и машиностроении, где требуются надежные и долговечные соединения.
Современная промышленность всё чаще отказывается от сварки, болтов и заклёпок в пользу склеивания. Особенно популярны эпоксидные клеи «холодного отверждения», которые не требуют нагрева и создают меньше внутренних напряжений в деталях. Однако у них есть слабые места: они могут быть хрупкими и горючими.
Учёные из Российского химико-технологического университета имени Д.И. Менделеева и Федерального исследовательского центра химической физики имени Н.Н. Семёнова нашли элегантное решение. Они добавили в обычную эпоксидную смолу специальную «умную» добавку — циклофосфазен. Это соединение на основе фосфора и азота известно своей огнестойкостью и способностью улучшать механические свойства материалов.
Эксперименты показали удивительные результаты. Оказалось, что всего 2,5% этой добавки творят чудеса: прочность клея на сдвиг увеличивается на 10%, а при равномерном отрыве — в целых 3,5 раза! Это означает, что детали, склеенные новым составом, будут держаться друг за друга намного крепче.
Но на этом преимущества не заканчиваются. Клей с добавлением 10% циклофосфазена становится на 67% прочнее на изгиб, что критически важно для конструкций, работающих под нагрузкой. Более того, именно эта формула демонстрирует самые низкие внутренние напряжения при отверждении, что снижает риск появления микротрещин и повышает долговечность соединения.
Одним из самых наглядных тестов стал эксперимент с вырыванием тончайшей стальной проволоки из застывшего клея. И здесь модифицированный состав показал превосходство, увеличив прочность ещё на 15%. Учёные объясняют этот феномен не только усилением самого материала, но и тем, что добавка делает клей более эластичным и лучше распределяет нагрузку.
Разработка российских химиков открывает новые возможности для промышленности. Этот улучшенный клей сохраняет все преимущества эпоксидных смол — простоту использования, стойкость к химикатам и отличную адгезию к разным материалам, — но при этом лишён их главных недостатков. Технология готова к применению везде, где нужны прочные, легкие и безопасные соединения, — от сборки самолётов и кораблей до создания современных автомобилей и сложной техники. Это яркий пример того, как фундаментальная наука рождает решения для практических задач завтрашнего дня.
Исследование опубликовано в журнале «Пластические массы»
