Наномодифицирование полимерного связующего с целью повышения свойств углепластиковых материалов

Одной из проблем космического машиностроения является снижение массы деталей, узлов и механизмов как собственно космического аппарата, так и средств доставки его на орбиту, т. е. ракеты-носителя. Прогрессивным решением этой проблемы является применение так называемых сетчатых (анизогридных - anisogrid) конструкций. В настоящее время сетчатые конструкции, материалом для которых является угле- пластик, широко применяются в космической технике для изготовления различных пустотелых трубчатых и конических конструкций космических аппаратов. Наиболее распространенным способом изготовления угле- пластиковых сетчатых конструкций является их намотка из углеродных волокон. Однако при всех положи- тельных качествах углепластиковых конструкций, в связи с однонаправленностью их структуры, их эффек- тивное использование возможно только при одноосном нагружении, когда растягивающие и сжимающие напряжения совпадают с направлением волокон. В случае сложного сопротивления или изгиба, когда в мате- риале возникает сложное напряженное состояние, могут произойти разрушения как от действия скалывающих касательных напряжений, так и от нормальных напряжений. Строгая ориентация волокон в одном направле- нии обусловливает анизотропию физико-механических свойств однонаправленных композитов. При нагрузке, приложенной нормально к направлению волокон, происходит разрушение углепластиковой конструкции прак- тически без ее предварительной пластической деформации. Проблема повышения механических свойств угле- пластиковых материалов успешно решается в результате введения в полимерное связующее нанопорошков различных химических соединений. Этот процесс называется наномодифицированием. Причем в этом плане наиболее эффективным оказались углеродные нанопорошки, включая наноалмазы.