Экспертное заключение подготовлено по итогам сессии ФБТ-2025
«Композиционные и гибридные материалы для высокотехнологичных областей экономики».
Разработка и развитие будущих технологий неразрывно связаны с созданием новых функциональных материалов, без которых невозможно решить наиболее прорывные инженерные задачи. Как известно, развитие человечества неразрывно связано с созданием и освоением новых материалов (каменный, бронзовый, железный, полимерный века) и постепенным переходом к новым технологическим укладам, основанным на применении этих материалов и инженерных решений на их основе.
Так и в современном мире все грандиозные планы по освоению Луны, полётам к Марсу, разработке новых технологий в энергетике, космической связи и обороноспособности сопряжены с созданием новых материалов, и в первую очередь, композитных материалов, например, с керамической, металлической, графитовой, углеродной или полимерной матрицами, а также гибридных материалов, в которых объединены различные материаловедческие и инженерные решения.
В докладе Юрия Свистунова, заместителя генерального директора, технического директора Композитного дивизиона Госкорпорации «Росатом», справедливо отмечено, что «придет время, когда вычислительные мощности смогут позволить комбинировать десятки и сотни материалов одновременно, чтобы получить материал с запроектированными свойствами конкретно под нужное применение». К этому движется современная мировая и российская наука, однако, не надо забывать, что разработки и внедрение новых композитных материалов основываются на применении целого ряда исходных компонентов, производство которых в нашей стране находится в зачаточном состоянии или вовсе отсутствует.
В частности, для производства полимерных композитов с термореактивной матрицей необходимо возродить производство эпоксидных смол и компонентной базы для их синтеза, увеличить объёмы производства специальных высоко теплостойких отверждаемых смол (бисмалеимидных, полиимидных и т.п.), ускорить разработку и организовать опытно-промышленные производства модифицирующих добавок к указанным связующим, повышающих их прочность, ударостойкость, трещиностойкость. Для производства термопластичных композитов слабым местом является небольшой объём выпуска и не до конца отработанная технология получения полиэфирэфиркетона, полисульфонов и полифениленсульфида, а также отсутствие ряда отечественных суперконструкционных термопластов (полиэфирсульфон, полифениленсульфон, полиэфиримиды, полиамидоимиды, ароматические полиамиды). Всё это, естественно, сдерживает разработку и внедрение передовых полимерных композитов в высокотехнологические отрасли промышленности.
Одновременно надо решать проблемы с сохранением существующих инфраструктурных производств, связанных с поставкой сырья необходимого для производства композитов, например, для выпуска графита и коксо-графитовых композитов. В частности, коксохимических производств, продукция которых используется для изготовления графитовых электродов, футеровки печей, тиглей, широко применяемых в электрометаллургии и радиоэлектронной промышленности. Полностью утеряно производство нефтяных коксов, которые ранее позволяли выпускать высококачественные графитовые композиты. О проблемах в графитовой отрасли, которые надо решать на правительственном уровне, рассказал на Форуме Артур Гареев, заместитель директора по науке и инновациям, АО «НИИграфит» (Госкорпорация «Росатом»).
Другим примером не сохранённых, но важных для выпуска полимерных композитов, производств можно назвать производство полибутилентерефталата и полиэфирных термоэластопластов на его основе в НПО «Химволокно» (г. Могилев, Беларусь), которое было инициировано учёными из РХТУ им. Д.И. Менделееева и проработало с 1992 по 2010 год, а затем было ликвидировано как непрофильное. Теперь, спустя 15 лет, в России принято решение о возобновлении производства этого конструкционного термопласта в г. Псков.
Важным направлением работ, от которого сильно зависят темпы развития композитной отрасли, является разработка и внедрение в производство новых видов дисперсных и волоконных наполнителей, включая производство высококачественных стеклянных, углеродных, базальтовых, карбидокремниевых волокон. В данном направлении многое зависит не только от разработки технологии производства качественных прекурсоров для выпуска волокон, применения новых режимов переработки и аппретов, но и от расширения марочного ассортимента выпускаемой продукции: для композитов различных видов нужны ровинг, площёный ровинг, ленты разной ширины, ткани различного типа плетения. Очень важно также внедрять в производство технологию изготовления волоконных преформ (вязанных и иглопробивных объёмных наполнителей), применение которых позволяет получать высококачественные композиты с изотропными, предсказуемыми и стабильными свойствами.
Необходимо отметить, что разработка и производство композитных и гибридных материалов основаны на применении десятков и даже нескольких сотен исходных и вспомогательных материалов, разнообразного научного и технологического оборудования, требуют кооперации в работе научных и инженерных кадров, а также изучения и анализа большого объёма научной литературы. Поэтому важную роль в развитии композитной отрасли играет обмен информацией и опытом в рамках совместных работ научных и производственных коллективов. К сожалению, периодические отраслевые выставки, форумы, конференции и научные публикации не в полной мере отвечают требованиям ускоренного развития композитной отрасли — требуется разработать более оперативный способ налаживания контактов, коллаборации (сотрудничества), получения образцов исходных компонентов, испытания композитов.
Выводы
Композитные материалы могут стать авангардными материалами технологического суверенитета нашей страны, потребности промышленности в которых и внешние санкции заставят решать задачи по налаживанию производства отечественных исходных компонентов (эпихлоргидрина, эпоксидных смол, отвердителей, мономеров, суперконструкционных термопластов, волокон, дисперсных наполнителей, функциональных добавок и т.п.). В связи с этим, становится особенно актуальной поддержка государством тех научных коллективов, в которых ведётся сквозная взаимосвязанная научно-прикладная работа, связанная с разработкой (с привлечением цифровых методов) технологий получения исходных веществ, суперконструкционных полимеров, функциональных добавок и композитных материалов на их основе. Таких коллективов в России пока немного, и располагаются они в ведущих вузах страны, среди которых МГТУ им. Н.Э.Баумана.
Экспертные аналитические заключения по итогам сессий деловой программы Форума и любые рекомендации, предоставленные экспертами и опубликованные на сайте Фонда Росконгресс являются выражением мнения данных специалистов, основанном, среди прочего, на толковании ими действующего законодательства, по поводу которого дается заключение. Указанная точка зрения может не совпадать с точкой зрения руководства и/или специалистов Фонда Росконгресс, представителей налоговых, судебных, иных контролирующих органов, а равно и с мнением третьих лиц, включая иных специалистов. Фонд Росконгресс не несет ответственности за недостоверность публикуемых данных и любые возможные убытки, понесенные лицами в результате применения публикуемых заключений и следования таким рекомендациям.
