Секреты прочности стеклопластика: неожиданные изменения при экстремальных температурах

Новые исследования российских ученых из Пермского Политехнического Университета раскрывают неожиданные свойства стеклопластика – одного из самых востребованных композитных материалов в современной промышленности. Выяснилось, что эта прочность и легкость, столь ценные для авиации, судостроения и строительства, подвержены значительным изменениям при экстремальных температурах.

Ученые обнаружили, что стеклопластик становится на 10–15% прочнее при замораживании до –40°C. Однако, при нагреве до +60°C его прочность резко падает на четверть. Эти изменения критически важны для правильного проектирования конструкций, особенно в условиях, где композитные материалы подвергаются резким перепадам температур.

В ходе экспериментальных исследований, ученые подвергали трубчатые образцы стеклопластика воздействию сжатия, растяжения, кручения и их комбинаций при комнатной температуре, а также при нагреве и сильном холоде. Благодаря трехмерной цифровой оптике, они фиксировали возникающие дефекты. Оказалось, что в нормальных условиях стеклопластик хорошо сопротивляется нагрузкам, но особенно уязвим при сочетании высоких температур и различных видов нагрузки, когда полимерная основа начинает размягчаться.

Однако, в условиях заморозки стеклопластик демонстрирует необычайную прочность, выдерживая нагрузки до 10 тонн без разрушений. Эти данные открывают новые возможности для проектирования композитных конструкций с учетом конкретных климатических условий, особенно в холодных регионах: на арктических платформах, в космосе, в авиации и при строительстве трубопроводов. Вместе с искусственным интеллектом ученые также открыли новое состояние вещества – квантовую жидкость.