Факультет судової енергетики

Кафедра транспортних технологій

Матеріально-технічна база

Науково-дослідна лабораторія «Полімерні композитні матеріали у суднобудуванні»

Мета діяльності:

– встановити основні закономірності впливу енергетичних полів і природи наповнювачів на механізм структуроутворення полімерних композитів і видати рекомендації щодо створення на їх основі функціональних покриттів для захисту технологічного обладнання від корозії та зносу;

– пошук, перевірка робочих гіпотез про зв’язки основних фізико-механічних та теплофізичних властивостей композитів і розробка програмного забезпечення для їх перевірки чисельними методами.

Результатом розробок має стати можливість прогнозування з прийнятною для практики точністю одного або декількох властивостей композитів на підставі знання інших досить добре досліджених.


Науковий керівник лабораторії, д.т.н., професор Букетов Андрій Вікторович


Команда:

  •  Букетов Андрій Вікторович, д.т.н., професор, наук. керівник лабораторії
  •  Алексенко Віктор Леонідович, ст. викл., зав. лабораторії
  •  Шарко Олександр Володимирович, д.т.н., професор
  •  Сапронов Олександр Олександрович, к.т.н., ст. викл., докторант
  •  Браїло Микола Володимирович, к.т.н., ст. викл., докторант
  •  Акімов Олександр Вікторович, к.т.н., доцент
  •  Скирденко Олег Іванович, к.т.н., доцент
  •  Скирденко Вадим Олегович, к.т.н., асистент
  •  Богдан Алла Петрівна, асистент
  •  Букетова Наталія Миколаївна, аспірант
  •  Зінченко Дмитро Олександрович, аспірант
  •  Сметанкін Сергій Олексійович, аспірант

Завідувач лабораторією, старший викладач Алексенко Віктор Леонідович


Наукове та практичне спрямування діяльності:

  • розробка нових технологій і матеріалів з підвищеними експлуатаційними характеристиками для захисту корпусів суден;
  • дослідження впливу дії фізичних полів на властивості композитних матеріалів;
  • нанокомпозити та нанотехнології в сучасній промисловості;
  • використання інформаційних технологій при моделюванні складних систем та прогнозуванні їх властивостей.

Колектив лабораторії «Полімерні композитні матеріали у суднобудуванні»


Завдання дослідження:

  • розробити методологічні підходи до дослідження впливу енергетичних полів (магнітного, ультразвукового, ультрафіолетового випромінювання) на властивості полімерних композитів;
  • встановити механізми міжфазової взаємодії дисперсних і волокнистих наповнювачів з полімерним зв’язувачем на нано-, мікро- і макрорівнях;
  • дослідити вплив природи наповнювача на характеристики структури зовнішніх поверхневих шарів на межі розділу фаз «полімер - наповнювач» (густина, ступінь зшивання, геометричні розміри);
  • видати рекомендації щодо створення на основі розроблених композитів захисних покриттів різного функціонального призначення та здійснити їх впровадження в промисловість.

  На сьогодні лабораторія забезпечена сучасним технологічним обладнанням для дослідження структури: ЕПР- і ІЧ-спектроскопія, прилад Товарова, прилад Сокслета; фізико-механічних властивостей: розривна машина, установка для дослідження матеріалів на згинання; реологічних (ротаційний віскозиметр), теплофізичних (теплостійкість, ДТА, ДТГ, ТКЛР, діелектричні характеристики) властивостей і зносостійкості (машина тертя). Додатково є можливість оброблення композицій ультразвуком (прилад УЗДН-1500), магнітним полями та ультрафіолетовим опроміненням.

Ідея інновації

  Ідеєю проекту є дослідження впливу фізичної природи наповнювачів, магнітної обробки, ультразвукового та ультрафіолетового опромінення композицій на попередній стадії формування матеріалів на фізико-механічні, теплофізичні властивості, корозійну стійкість і зносостійкість захисних покриттів. З метою визначення та оптимізації складу покриттів і режимів магнітної обробки, ультразвукового та ультрафіолетового опромінення, а також прогнозованого регулювання структури і властивостей гетерогенних матеріалів передбачено розробити та обґрунтувати механізм керування взаємодією на межі розділу фаз «основа – полімеркомпозитне покриття». 


Дослідження структури епоксидних композитів за допомогою ЕПР-спектрального аналізу (к.т.н., докторант Сапронов О.О.)


Дослідження структури епоксидних композитів за допомогою ІЧ-спектрального аналізу (ст. викл. Алексенко, к.т.н. Скирденко В.О.)

Ультразвукова обробка композицій(д.т.н. А.В. Букетов, к.т.н., докторант Браїло М.В.)


Віскозиметр Brukfield (Німеччина)

К.т.н. О.В. Акімов та аспірант Д.О. Зінченко під час структурно-фазового аналізу матеріалів


Продукт

На основі проведених досліджень та отриманих результатів створено нові композитні матеріали та покриття на їх основі з прогнозованими експлуатаційними характеристиками для захисту технологічного обладнання від корозії та зносу.


а)

б)


Нанесення шару полімерного покриття на корпус судна (а) і на заслінку гідравлічної системи (б)


Аналіз корозійного руйнування палубних механізмів судна «Олесь Гончар»

  Розроблено нові матеріали, методи і способи підвищення корозійної стійкості та зносостійкості захисних покриттів, що мають пріоритетний характер і захищені патентами України. Багатошарові покриття на основі епоксикомпозитних матеріалів забезпечують високі показники працездатності і придатні для захисту поверхонь конструктивних елементів механізмів від впливу агресивних середовищ і гідроабразиву.

   Впровадження результатів розробок можливо на всіх суднобудівних заводах Херсонської області, що займаються питаннями випробування елементів конструкцій, аспектами підвищення антикорозійних характеристик і зносостійкості технологічного обладнання. Крім того, впровадити результати роботи можливо на підприємствах хімічної, харчової, нафтопереробної, радіолокаційної промисловості та машинобу-дуван¬ня з метою збільшення ресурсу роботи обладнання.



Патенти України на корисні моделі, отримані колективом лабораторії

Проблема і можливість

   Сьогодні недостатньо уваги приділено розробці нових епоксикомпозитів при модифікації як інгредієнтів, так і композицій, зовнішніми енергетичними полями на початкових стадіях їх формування. Це відкрило принципово нові можливості у створенні нових захисних покриттів з підвищеними характеристиками. Тому дослідження процесів зшивання епоксикомпозитів під впливом магнітного поля, ультразвукового та ультрафіолетового опромінення для поліпшення експлуатаційних характеристик захисних покриттів є актуальним завданням сучасного матеріалознавства.

  Перевагою розробки над зарубіжними й вітчизняними аналогами є облік основних факторів агресивних середовищ, де експлуатується технологічне обладнання, а також розробка матеріалів, які у комплексі мають високі показники фізико-механічних, теплофізичних властивостей, корозійної тривкості та зносостійкості. Технологічний процес формування полімерних композитних матеріалів буде відповідає стану подібних технологій, які розробляються науково-дослідними інститутами Білорусі, Прибалтики, Росії, Німеччини, США та Японії.

  Усі інгредієнти композитних матеріалів і захисних покриттів на їх основі (епоксидна смола, пластифікатори, наповнювачі) містяться в Україні. При цьому такі дисперсні наповнювачі, як червоний і коричневий шлами, газова сажа, ферит є відходами промислових підприємств, що дозволяє стверджувати про економічну ефективність впровадження нових матеріалів.

  Крім того, співробітниками Херсонської державної морської академії розроблено та є в наявності технологічне обладнання (установка для магнітної, ультразвукової обробки та ультрафіо­летовий випромінювач) для обробки олігомерних композицій зовнішніми енергетичними полями.

Пропозиції щодо впровадження

  Впровадження покриттів на підприємствах забезпечить: підвищення корозійної стійкості обладнання у 2,5…2,7 разів, підвищення стійкості до зношування у 2,0…2,2 рази, збільшення міжремонтного періоду роботи у 3,0…3,5 разів.

  Впровадження результатів розробки можливо на усіх суднобудівних заводах Херсонської області, що займаються питаннями випробування елементів конструкцій, аспектами підвищення антикорозійних характеристик і зносостійкості технологічного обладнання. Крім того, впровадити результати роботи можливо на підприємствах хімічної, харчової, нафтопереробної, радіолокаційної промисловості та машинобуду­вання з метою збільшення ресурсу роботи обладнання.