Учёные Самарского политеха научились управлять прочностью пластика

Специалисты двух кафедр Самарского политеха — «Технология органического и нефтехимического синтеза» и «Химические технологии полимерных и композиционных материалов» — изучили, как отвердитель NaOH (щелочь) влияет на структуру и физико-механические свойства ацетоноформальдегидных смол. Учёные установили, как количество и концентрация щелочи сказываются на внутренней структуре и прочности конечного материала. Результаты исследований опубликованы в журнале «Пластические массы» (DOI: 10.35164/0554-2901-2026-03-21-24).
Ацетоноформальдегидные смолы широко используются в промышленности: для создания особо прочных покрытий, в качестве связующих агентов при производстве древесностружечных плит и фанеры, в электротехнических изделиях и изоляционных материалах, а также для тампонажных композиций и ремонтно-изоляционных работ в нефтедобыче. Чтобы жидкая смола превратилась в твёрдый полимер, нужен отвердитель. В данном случае в его роли выступает NaOH.
Учёные провели серию экспериментов, добавляя к смоле разные дозы 45-процентного раствора NaOH. Оказалось, что при меньшем количестве отвердителя (4%) происходит альдольная конденсация — молекулы соединяются через одинарную связь, и материал получается более эластичным. При увеличении концентрации до 8% запускается кротоновая конденсация — молекулы соединяются через двойную связь, что добавляет поперечные связи и делает материал более жёстким и твёрдым.
Эти различия на молекулярном уровне приводят и к разнице в физических свойствах. Полученные образцы пластика проверили на прочность: их сжимали, изгибали и растягивали.
«Наиболее оптимальное количество щелочи для отверждения — 6%, — отмечает заведующий кафедрой „Технология органического и нефтехимического синтеза“ Евгений Красных. — При этом отверждённая смола обладает наибольшим значением максимального напряжения при сжатии, то есть нагрузки до момента разрушения, и достаточно высоким значением изгибающего напряжения — нагрузки, когда пластина ломается при изгибе».
Меняя количество щелочи, можно получать материал с нужными характеристиками — более эластичный или более жёсткий. Это даёт возможность подбирать состав под конкретные задачи: от прочных покрытий до тампонажных композиций в нефтедобыче.