Científicos de Perm hallan un método para sustituir costosas resinas en la construcción naval y la aviación

Científicos de la Universidad Politécnica Nacional de Investigación de Perm (PNIPU, por sus siglas en ruso) desarrollaron una tecnología que permite reducir el costo de producción de componentes para la aviación y la construcción naval. Mediante el uso conjunto de cinco modificadores, la resistencia de resinas poliméricas de bajo costo aumentó en un tercio, mientras que su desgaste se redujo cinco veces. La información fue publicada en el sitio web del Ministerio de Ciencia y Educación Superior de Rusia.

Las resinas poliméricas se utilizan ampliamente en la industria para fabricar materiales compuestos. En la aviación y la construcción naval se emplean tradicionalmente costosas formulaciones epoxi, mientras que las resinas de éster, más económicas, soportan mal las cargas de impacto y absorben activamente la humedad. Esto las hace inadecuadas para estructuras sin una modificación considerable.

Por primera vez, los científicos de la PNIPU estudiaron el efecto conjunto de modificadores ya existentes sobre las propiedades de las resinas. Seleccionaron cinco aditivos destinados a mejorar la resistencia, la absorción de humedad, la tolerancia a los impactos, la estabilidad dimensional y la resistencia al desgaste, y desarrollaron una fórmula para combinarlos. Los experimentos reprodujeron condiciones reales de funcionamiento.

El análisis mostró que los mejores resultados se obtuvieron con las formulaciones epoxi-viniléster.

"Con la incorporación de cinco modificadores, el material compuesto mostró una mejora considerable de sus propiedades en todos los indicadores. […] La resistencia del material aumentó casi un tercio, su resistencia a los impactos se duplicó, el desgaste se redujo aproximadamente cinco veces y la absorción de humedad disminuyó entre 1,2 y 1,8 veces", señaló Alexéi Polin, estudiante de posgrado del Departamento de Mecánica de Materiales y Estructuras Compuestas de la PNIPU.

La profesora Galina Shaidúrova añadió que, por el conjunto de sus propiedades, el material obtenido se convierte en un competidor directo de las resinas epoxi de temperatura media. Al mismo tiempo, el proceso de transformación sigue siendo sencillo, lo que permite utilizar las nuevas formulaciones en ámbitos donde antes no podían aplicarse.

Durante el estudio, los investigadores determinaron las concentraciones exactas y el orden de incorporación de los modificadores necesarios para que las resinas económicas alcancen propiedades similares a las de las resinas epoxi. Anteriormente no se habían realizado estudios sistemáticos sobre la combinación correcta de varios aditivos, ya que, al mezclarse, estos podían interferir entre sí.

Las nuevas formulaciones pueden utilizarse para fabricar cascos de embarcaciones, componentes de carrocerías de vehículos, palas de aerogeneradores, depósitos y tuberías para la industria química, entre muchas otras aplicaciones.