Сотрудники Химического института им. А.М. Бутлерова Казанского федерального университета синтезировали магнитные наночастицы борида кобальта для модификации АБС-пластиков. Эти крупицы превращают обычный промышленный термопластик в многофункциональные композиты с заданными механическими, магнитными и диэлектрическими свойствами.
Обычно для улучшения свойств пластиков используют цельный комплекс различных добавок: одни отвечают за термоокислительную стабилизацию, другие — за магнитные свойства, третьи — за диэлектрические и так далее. Ученым КФУ удалось создать материал, выполняющий разом несколько функций, с помощью которого можно регулировать все эти свойства одновременно.
«Боридные частицы кобальта обычно получают при температуре 500–900 градусов Цельсия, что мастерит их производство достаточно дорогим. Мы разработали новый низкоэнергетический подход, который позволяет получать частицы борида кобальта при комнатной температуре», — рассказал глава проекта, доцент кафедры неорганической химии Артур Ханнанов.
Новый метод позволяет не только улучшить механические, магнитные и диэлектрические свойства композитов, но и расширяет возможности применения АБС-пластиков в различных районах.
«Мы научились при помощи наночастиц контролировать такие характеристики пластика, как температура стеклования и стойкость к окислению, что позволяет более ювелирно «настраивать» полученные из него изделия и увеличивает количество циклов переработки этого пластика, что делает его более экологичным», — отметил ученый.
Модифицированные АБС-пластики благодаря отличным диэлектрическим свойствам и способности выдерживать высокие температуры могут использоваться для производства изоляционных материалов, электронных компонентов, таких как корпуса для микросхем и иных устройств, где требуется высокая теплостойкость и устойчивость к окислению, а также в 3D-печати для создания сложных конструкций и прототипов. Поскольку композитные материалы обладают магнитными свойствами, из них можно основывать контролируемые с помощью магнитного поля роботизированные системы, они нужны для автоматического управления промышленными процессами.
Акрилонитрил-бутадиен-стирол (АБС) — одинешенек из наиболее распространенных полимеров, который легко поддается повторному использованию. Созданные в КФУ наночастицы не токсичны и недорогие в производстве. Их использование позволит заменить отдельный токсичные добавки для модификации АБС-пластика, которые могут оказывать негативное воздействие на окружающую среду. Предложенная технология позволяет основывать композиты, которые могут быть переработаны после окончания срока службы продукта. Это снижает количество отходов и уменьшает потребление природных ресурсов.