Тема: Разработка композиционных материалов с

14.625.21.0035
<Номер постера>
Федеральная целевая программа
«Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического
комплекса России на 2014—2020 годы»
Энергоэффективность, энергосбережение и ядерная энергетика
Тема: Разработка композиционных материалов с наноструктурированными соединениями бора для создания
быстровозводимых конструкций и покрытий с заданными анизотропными свойствами, предназначенных для
защиты от радиационного излучения
Соглашение №14.625.21.0035
на период 2015 - 2017 гг.
Руководитель проекта: Заместитель директора по развитию
ФГУП "ИРЕА", к.т.н. Жданович Ольга Анатольевна
Получатель субсидии: Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный ордена Трудового Красного
Знамени научно-исследовательский институт химических реактивов и особо чистых химических веществ"
Цели и задачи проекта
Цели:
•
Задачи:
Разработать материал, позволяющий создавать функциональные звенья для быстрого и оперативного
1. Разработать методику получения и изготовить экспериментальные образцы необходимых мономеров
возведения конструкций для защиты от радиационного излучения.
•
для синтеза полиимидных матриц.
Создание композиционных материалов на основе наноструктурированных соединений бора для создания
2. Разработать методику получения и изготовить экспериментальные образцы необходимых
быстровозводимых конструкций и покрытий, предназначенных для защиты от радиационного излучения.
•
Разработка лабораторного технологического регламента производства композиционных материалов на
полиимидных матриц.
3. Разработать методику получения и изготовить экспериментальные образцы наноструктурированного
основе наноструктурированных соединений бора для создания быстровозводимых конструкций и
карбида бора для применения его в составе композитов.
покрытий, предназначенных для защиты от радиационного излучения.
•
4. Разработать методику получения и изготовить экспериментальные образцы композиционных
Создание лабораторной установки по производству композиционных материалов на основе
материалов на основе наноструктурированного карбида бора и полиимида.
наноструктурированных соединений бора для создания быстровозводимых конструкций и покрытий,
5. Разработать методику получения и изготовить экспериментальные образцы композиционных
предназначенных для защиты от радиационного излучения.
материалов на основе оксида металла и СВМПЭ.
6. Провести исследовательские испытания полученных образцов композиционных материалов.
Актуальность:
7. Выбрать оптимальные варианты составов композиционных материалов для последующего создания
Существует растущий спрос на разработку новых защитных материалов, которые могут быть подстроены в
соответствии с конкретными применениями (или типом излучения). В последние два десятилетия появились
исследования,
направленные
на
изучение
применимости
нано-
и
микро-композитов
лабораторного технологического регламента и изготовления лабораторного образца.
8. Разработать лабораторный технологический регламент получения композиционных материалов на
для
ослабления/поглощения излучения с высокой энергией. Из-за большого отношения площади поверхности к
основе наноструктурированного карбида бора и полиимида.
9. Создать лабораторную установку для получения композиционных материалов на основе
объему, наночастицы, как сообщается, обладают повышенной способностью поглощать частицы с высокой
энергией, по этому микро- или наноматериалы, диспергированные в полимерной матрице, могут быть
использованы
для
разработки
эффективной
радиационной
защиты.
Полимерные
наноструктурированного карбида бора и полиимида.
10. Изготовить экспериментальный образец композиционного материала на основе
композиционные
материалы особенно интересные кандидаты для материалов радиационной защиты по различным причинам.
наноструктурированного карбида бора и полиимида.
11. Разработать предложения и рекомендации по реализации результатов, проведённых исследований в
Во-первых, они могут быть использованы в качестве конструкционных материалов, как металлы или
реальном секторе экономики.
сплавы, но при этом значительно легче. Во-вторых, они могут быть обработаны для достижения
эффективного экранирования излучения для конкретной отрасли.
Важным требованием, которому должны соответствовать полимерные композиции, предназначенные для
изготовления конструкционных изделий для защиты от радиоактивных излучений, является высокая
механическая прочность и стабильность свойств в широком интервале температур.
Ожидаемые результаты проекта
Перспективы практического использования
•
Лабораторный технологический регламент на композиционный материал на основе
•
наноструктурированного карбида бора могут быть использованы для создания новых производств.
наноструктурированного карбида бора и полиимида.
•
Лабораторная установка для получения композиционного материала на основе наноструктурированного
•
•
•
Лабораторные технологические регламенты получения композиционных материалов на основе
Создание защитных блоков для быстровозводимых конструкций с применением предлагаемого
карбида бора и полиимида.
композиционного материала позволит значительно увеличить их радиационную устойчивость от
Лабораторный образец композиционного материала на основе наноструктурированного карбида бора и
воздействия быстрых и тепловых нейтронов. Быстровозводимые конструкции позволят в короткий
полиимида.
срок обустраивать защитные убежища для людей и техники в случае ядерного заражения местности.
Проект технического задания на проведение на проведение ОТР по теме «Технология производства
Помимо этого радиационно защитные блоки могут применяться для оборудования хранилища ядерных
композиционных материалов с наноструктурированными соединениями бора для создания
отходов, при оборудовании радиологических кабинетов, в центрах по исследованию ядерной энергии,
быстровозводимых конструкций и покрытий с заданными анизотропными свойствами, предназначенных
на АЭС и атомных подводных лодках, а также в космонавтике.
•
для защиты от радиационного излучения».
Наноструктурированный карбид бора, технология получения которого будет разрабатываться в рамках
данного ПНИЭР, может иметь самостоятельную ценность для использования в качестве компонента
высокотвердых материалов.
Результаты исследовательской работы, полученные в 2015 г.
За счет средств субсидии
За счет внебюджетных средств:
Написан аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы
•
Разработан метод получения диангидридов кислот для синтеза полиимидных матриц.
области полимерных материалы и композитов, применяемых для защиты от радиационного излучения.
•
Разработан метод получения диаминов для синтеза полиимидных матриц.
•
Произведен выбор и обоснование направления исследований.
•
Проведены маркетинговые исследования рынка нанонаполнителей для полимерных композиционных
•
Произведен выбор строения и структуры полиимидных матриц.
материалов и исходных веществ, необходимых для получения мономеров (диангидридов кислот и
•
Проведена сравнительная оценка существующих способов защиты от радиационного излучения на основе
диаминов), применяемых для синтеза полиимидной матрицы.
•
полимерных и композиционных материалов.
•
Произведен выбор оксида металла для наполнения СВМПЭ.
•
Проведен анализ возможности применения смешанных видов наполнителе для более полной защиты от
•
Выполнен обзор существующих полимерных и композиционных материалов для защиты от
радиационного излучения, представленных на российском рынке.
•
Закуплена необходимая для разработки методик получения лабораторная посуда и реактивы.
радиационного излучения.
•
Проведены патентные исследований в соответствии с ГОСТ Р 15.011-96.
Партнеры проекта
Индустриальный партнер: Общество с ограниченной ответственностью ООО «Химтех» (предоставляет
внебюджетное финансирование в размере 20 850 000 руб. на весь срок выполнения соглашения)
Для достижения целей ПНИЭР в рамках соглашения о научно-техническом сотрудничестве был создан
Консорциум исполнителей ПНИЭР, что позволяет сочетать и дополнять материальные , кадровые и
интеллектуальные ресурсы отдельных институтов, расширять исследовательские и инновационные
возможности в целом и каждой стороны в отдельности. В состав участников входит малое инновационное
предприятие ООО «ИнХимСинтез».
14.625.21.0035
<Номер постера>