Разработка омских ученых поможет экологии Арктики

Ученые Омского государственного технического университета разрабатывают технологию создания емкостей для горюче-смазочных материалов на основе полимерного композиционного материала. Ее применение позволит отказаться от складирования и перейти к утилизации пустых емкостей после эксплуатации. Тару можно будет использовать в качестве дополнительного энергетического ресурса. Особенно актуальной разработка станет для районов Арктики и Антарктики.

Научно-исследовательская работа междисциплинарна, в ее выполнение включены несколько подразделений Омского государственного технического университета:

- научно-исследовательская лаборатория «Парогазовые смеси в конструкции ракет-носителей» (исследователи Валерий Трушляков, Денис Давыдович, Юлия Иордан). Эта часть научной группы занимается постановкой задачи и исследованием сжигания конструкции.

- научно-образовательный ресурсный центр «Нанотехнологии» (Александр Блесман, Евгений Рогачев). Ученые этого ресурсного центра изготавливают образцы композиционного материала на базе политетрофторэтилена.

- научно-образовательный ресурсный центр «Политест» (Григорий Русских, Павел Фатеев). Эта группа ученых занимается технологическим процессом изготовления изделий из полимерного композиционного материала, проводит ряд исследований по определению их физико-механических свойств.

Мы побеседовали с одним из участников научной группы проекта – директором научно-образовательного ресурсного центра «Политест» Григорием Русских и узнали подробнее о разработке.

Сейчас, по словам ученого, существует значительное количество емкостей из полимерных композиционных материалов для хранения различных жидкостей с объемами близкими к объему стандартных железных бочек. Однако существующие и используемые типы материалов имеют ограничения по температурному диапазону, в частности, они малоэффективны для работы при низких температурах (до минус 60⁰С). Предлагаемые учеными полимерные композиционные материалы устойчивы к подобным температурам и нагрузкам. 

В настоящий момент в качестве основных емкостей на территориях Арктики и Антарктики используются 200-литровые стальные бочки. Их достаточно легко доставить по назначению, но обратно их мало кто вывозит, и фактически они там складируются, нанося существенный экологический вред. В связи с этим исследователи ориентированы на замену подобной тары в этих областях в первую очередь. Кроме того, эти районы являются стратегическим объектом интересов государства. В связи с эксплуатацией Северного морского пути, открытыми шельфовыми залежами углеводородов планируется активное развитие данных территорий с точки зрения разведки и добычи полезных ископаемых, а также наращивание численности дислоцируемых вооруженных сил. Именно для них разработка и будет полезной. Также за полярным кругом много областей, где активно используют горюче-смазочные материалы: геологоразведочные экспедиции, спасательные службы, в том числе вертолетные, МЧС, обеспечение жителей Крайнего Севера и другие. 

В дальнейшем ученые планируют создать такой полимерный композиционный материал, который может использоваться во всех климатических поясах.

Одной из целей проекта, которую ставят перед собой авторы, является разработка тары, обладающей рядом дополнительных специфических свойств, таких как регулируемая сжигаемость и устойчивость к нагрузкам при хранении и транспортировке. Там, где нельзя вывести бочку обратно для повторной эксплуатации (экономически не эффективно), ее, по замыслу разработчиков, можно использоваться второй раз в виде источника тепловой энергии с минимальным вредом для экологии. Из канистры/бочки, изготовленной по данной технологии, после использования можно создать брикет, который в дальнейшем достаточно легко сжечь.

Григорий Русских, директор НОРЦ «Политест» ОмГТУ: «Мы планируем изготовить тару, которую можно будет использовать в качестве дополнительного энергетического ресурса, то есть ее можно будет сжигать в стандартных либо модифицированных печах, и на выходе получать мелкодисперсную пыль, которая существенно снизит экологическую нагрузку. Составная часть исследования – разработка полимерного композиционного материала, обладающего широким перечнем свойств. Перед нами стоит задача – разработать такой материал, который будет обладать рядом характеристик, среди которых: огнестойкость в рамках эксплуатационных нагрузок, механическая прочность, а также он должен соответствовать эксплуатационным требованиям. Но при этом при доведении этого материала до определенной температуры, существенно выше эксплуатационной, он должен сгорать с минимальным вредом для экологии».

В настоящее время учеными проработаны несколько вариантов сжигаемых композиционных материалов на одном из видов матриц – политетрофторэтилене (фторопласт, тефлон), широко используемом в промышленности. Благодаря этому полимеру ученым удалось создать такой полимерный композиционный материал, который при температуре выше 300 градусов, разлагается до мелкодисперсной пыли.