В ВолГТУ работают над оптимизацией полифениленсульфида под 3D-печать

Ученые Волгоградского государственного технического университета изучают условия синтеза конструкционного термопласта полифениленсульфида (ПФС, PPS) для оптимизации физико-механических свойств материала и повышения пригодности к экструзионной 3D-печати. Один из аспектов исследования — контроль вязкости, напрямую влияющей на поведение полимера при экструзии. 

Полифениленсульфид — тугоплавкий инженерный полимер с высокой прочностью и огнестойкостью, хорошим сопротивлением воздействию кислот, щелочей и масел. Этот термопласт широко применяется в автомобилестроении, электронике, медицине и других областях. Полифениленсульфид используется и в экструзионной (FDM/FGF) 3D-печати, однако применение осложняется высокими температурами экструзии и относительно низкой вязкостью. 

«В настоящее время мы решаем две задачи. Во-первых, необходимость наладить производство ПФС в России, потому как сейчас он в основном закупается в готовом виде. Во-вторых, приспособить пластик для 3D-печати, преодолев его капризы, и научиться придавать ему нужные нам свойства», — рассказала изданию «РИА Новости» доцент кафедры аналитической, физической химии и физико-химии полимеров ВолгГТУ Елена Алыкова.

Ученые ВолгГТУ совместно с коллегами из Института катализа СО РАН предложили решение обеих задач, создав альтернативный рецепт ПФС и научившись регулировать его свойства. Регулятором вязкости массы, из которой получается ПФС, оказались атомы хлора, остающиеся после проведения первичных химических реакций. Ученые поняли, как контролировать их количество в ходе синтеза полифениленсульфида и придавать материалу необходимые свойства.

«Сам по себе ПФС давно известен в мировой химической промышленности, однако его классическое производство чрезвычайно капризно из-за побочных реакций. В процессе синтеза исходные компоненты окисляются, а дорогостоящий растворитель N-метилпирролидон в процессе получения быстро разрушается и теряет свои свойства. Нам удалось оптимизировать условия синтеза, снизив риски побочных реакций, что делает сам процесс более экономичным и предсказуемым», — пояснила Елена Алыкова.

В качестве бонуса ученые нашли способ возвращать дорогой растворитель обратно в процесс. В будущем исследователи планируют провести дополнительные исследования для оптимизации материала под 3D-печать, а также детально изучить поведение полимера при изготовлении филаментов и последующей 3D-печти.

Исследование выполнено при поддержке программы «Приоритет-2030», доклад научной команды опубликован в издании «Пластические массы».

Источник: РИА Новости