В Казанском национальном исследовательском техническом университете им. А. Н. Туполева (КНИТУ-КАИ) получили легкий и прочный геополимерный пеноматериал с управляемой пористой структурой. Он сохраняет форму, выдерживает нагрузку и подходит для сэндвич-панелей, которые используют в строительстве, авиации и судостроении. Об этом сообщила пресс-служба Минобрнауки РФ.
Геополимерные пеноматериалы привлекают внимание благодаря огнестойкости, низкой плотности и хорошей тепло- и звукоизоляции. Они устойчивы к влаге, солям и кислотам и не разрушаются в агрессивных средах. В отличие от привычных утеплителей, такие материалы не содержат кальциевых соединений, а вода не проникает внутрь их структуры даже под давлением. Это делает их перспективной заменой пенополиуретану и минеральной вате в энергоэффективных конструкциях. Главной проблемой долгое время оставалась нестабильность свойств и структуры.
Исследователи КНИТУ-КАИ сосредоточились на управлении процессом вспенивания. Их задача состояла в том, чтобы получить материал с разными свойствами по толщине — прочный у поверхности и легкий внутри. Такой подход особенно важен для сэндвич-панелей, где сердечник должен надежно сцепляться с облицовкой и при этом сохранять теплоизоляцию.
В результате была разработана простая и воспроизводимая технология получения пен плотностью ниже 300 кг/куб. м — от 197 до 234. При такой плотности материал выдерживает сжатие до 0,87 мегапаскаля и формирует равномерную мелкопористую структуру с размерами пор 500−700 мкм. Основой состава стал метакаолин с высоким содержанием кремния и алюминия, щелочной силикатный активатор, газообразователь и природный стабилизатор, который помогает удерживать форму пены.
Ключевым элементом технологии стал двухступенчатый режим вспенивания. На первом этапе материал предвспенивают температуре 30 °C в течение 10−15 мин, затем его нагревают до 220 °C в течение 20−30 минут, когда начинается активное газообразование, и структура окончательно закрепляется. Это позволяет избежать оседания пены и получить стабильный результат.
На основе нового пеноматериала изготовили сэндвич-панели с облицовкой из углекомпозитов и слюдопласта с алюмофосфатными матрицами. Испытания показали, что такие конструкции относятся к группе слабогорючих материалов по действующему ГОСТу. Результаты работы опубликованы в научном журнале, а в 2025 году разработка была защищена патентами Роспатента.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что в РФ создали материал для создания огнеупорных конструкций небоскребов.
