КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

---

Номер проекта 24-79-00091

НазваниеПолучение нового нетканого негорючего материала на основе полинафтоиленбензимидазольных волокон для применения в качестве термостойких фильтрующих элементов

Руководитель Варфоломеева Лидия Александровна, Кандидат химических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В.Топчиева Российской академии наук , г Москва

Конкурс №97 - Конкурс 2024 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-205 - Разработка новых конструкционных материалов и покрытий

Ключевые слова Полинафтоиленбензимидазол, полиаминонафтаиленимид-О, полимерные растворы, реология, электроформование, огнестойкие и термостойкие волокна, нетканый материал, морфология, механические характеристики, водопоглощение.

Код ГРНТИ31.00.00

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
Проект посвящен разработке нового нетканого негорючего материала из полинафтоиленбензимидазольных (ПНБИ) волокон, известных ранее в СССР как «Лола». Несмотря на то, что ПНБИ волокна применялись в аэрокосмической области для изготовления теплоизоляции космического корабля Буран и костюмов советских космонавтов, участвующих в программе «Союз-Аполлон», с распадом СССР технология их получения была утрачена. В настоящее время в России разработана совершенно новая технология получения альтернативы известной «Лолы» - ПНБИ (Лола-М (Modern) из прекурсорного полимера – полиаминонафтаиленимида-О (ПАНИ-О), синтез которого проходит при комнатной температуре в органических растворителях. Процесс получения ПНБИ, который традиционно осуществлялся через его растворы в неорганических кислотах (серной или полифосфорной) и давал много кислых стоков, сейчас становится экономически и экологически целесообразным. Вследствие этого появляется новая задача – разработка способов получения материалов из данного перспективного полимера, и эта область до сих пор не освоена. Так как указанный полимер характеризуется сочетанием таких выдающихся характеристик, как термостойкость (~650 °С), теплостойкость, негорючесть (кислородный индекс ~60-68 %), высочайшая климатическая стабильность, высокие механические характеристики, его, как и большинство полимеров специального назначения, можно перерабатывать только через растворы. Поскольку во многих отраслях промышленности, в том числе стратегических, существует потребность в конструкционных термостойких негорючих материалах, то развитие этого направления является чрезвычайно важным и актуальным. Целью данного проекта является разработка способов получения волокон и нетканых материалов из ПНБИ через стадию растворов прекурсора ПАНИ-О в органическом растворителе путем электроформования. Основное внимание будет уделено определению режимных параметров электроформования, характеризации морфологии полученных полотен, трансформации ПАНИ-О в ПНБИ при термообработке и всестороннему изучению их свойств, в частности, удерживающей способности при фильтрации горячих газов. Согласно уже полученным предварительным экспериментальным данным, растворы ПАНИ-О способны к волокнообразованию в условиях определенной напряженности электрического поля, причем возможно получение как микро-, так и нановолокон диаметром от 0,7 до 1 мкм. Полученные нетканые ПАНИ-О материалы будут изучены при помощи оптической и электронной микроскопии и подвергнуты термообработке для превращения в ПНБИ и оценено влияние такой химической трансформации на морфологию и свойства материала. Для установления полноты превращения ПАНИ-О в ПНБИ будут изучены ИК-спектры данных полимеров до и после термообработки. Готовый нетканый ПНБИ материал будет охарактеризован при помощи методов ДСК и ТГА, будут изучены механические характеристики составляющих его волокон, оценены тепло- и термостойкость, водопоглощение, устойчивость к УФ излучению, определен коэффициент теплопроводности, оценены размеры ячеек и характер их распределения в зависимости от элементарного номера волокна и толщины полотна. Проверку фильтрующей способности планируется провести на модельных образцах загрязненного до различной степени и нагретого до разных температур воздуха. Кроме того, будет проведен первичный анализ по регенерации фильтрующих элементов. Результатом выполнения перечисленных исследований станет определение режимных параметров электроформования ПАНИ-О и получение нового негорючего нетканого ПНБИ материала. Появление такого материала будет являться значимым шагом в расширении арсенала российских ученых и инженеров и создаст основу для получения высокотехнологичного материала с уникальными свойствами, подходящего для применения в широком спектре стратегически важных отраслей производства, обеспечивающих научный приоритет и технический суверенитет страны.

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---