Nerijus Bakasėnas: Gamtos sukurtos medžiagos – šiuolaikinių kompozitų prototipai


Nerijus Bakasėnas

Darnios Ekonomikos ir verslo plėtra grindžiama naujomis technologijomis, inovacijomis, naujai sukurtomis medžiagomis. Pagrindinis uždavinys šiandien energijos ir sąnaudų taupymas. Viena iš svarbių sričių progresyvios ekonomikos plėtrai – tai naujų medžiagų pritaikymas.

“Kompozitas” – tai medžiaga, susidedanti iš atskirų komponentų (lot. compositus – sudėtinis). Kompozitą sudaro įvairias savybes turinčių medžiagų kombinacijos. Atskirai paimti komponentai savybių neturi, kurias įgauna juos jungiant kartu. Atitinkamos savybės atsiranda sąveikaujant sudedamosioms medžiagoms. Pramonėje kompozitas plačiau pradėtas naudoti XIX a. pabaigoje, o statybose – apie XX a. vidurį, kai atsirado būtinybė naudoti lengvesnes ir stipresnes medžiagas dangoraižiams, šiltesniems ir greičiau pastatomiems gyvenamiesiems namams statyti. Iš jo gaminami lėktuvai, jachtos, laivai, automobiliai, erdvėlaiviai skraidantys į kosmosą…

Kaip rodo mokslininkų tyrinėjimai įvairiais priedais papildytos medžiagos įgyja naujų savybių. Pirmieji kompozitai atsirado dar senovėje. Armuotas medžiagas, pagamintas iš natūralių dervų, naudojo dar Egipto, Mesopotamijos ir Babilono gyventojai laivų gamybai 4000-2000 metais prieš mūsų erą. Tai buvo statybinės medžiagos iš bituminės smalos, armuotos džiovintomis nendrėmis.

Naujųjų technologijų pavyzdžiai

Ir tik 1955–1960 m. sukurti boro ir jo junginių su kitais mineralais pluoštai lėmė naujų kompozitų atsiradimą: boro plastikai, kurie 10–15 kartų stipresni už statybinį plieną ir 3–4 kartus už jį lengvesni. Vėliau sukurta dar geresnių savybių turinčių kompozitų, buvo išrasti labai didelio tamprumo modulio ir stiprumo anglies pluoštai, stiprūs kompozitai – plastikai, kurių gamyboje naudojamos fenolinės ir polieterinės dervos bei įvairūs pluoštai.

Iš pradžių pasirinkti specialiai paruošti medvilnės pluoštai, o jau apie 1944 metus – stiklo pluoštai. Kuriant konstrukcijas, viena svarbiausių savybių – tamprumo modulis – medžiagos rodiklis, apibūdinantis jos ištįsimą ir suspaudžiamumą.

Kompozitinės medžiagos yra įvairių tipų. Jos skiriasi komponentų kilme, savybėmis, gamybos būdu. Kompozitą sudaro dvi dalys – matrica, kuri suriša į monolitą visus komponentus, ir intarpai – komponentai (įvairūs pluoštai, lakštai ir pan.).

Parenkant komponentų savybes ir jų santykį, galima gauti norimų savybių kompozitą. Kompozitų gamybai naudojamo stiklo pluošto stiprumas tempiant yra 20 ir daugiau kartų didesnis už statybinio plieno stiprumą. Iš medžiagos, turinčios daugiau stiklo pluošto, gaunamas kompozitas yra daugiau kaip 60 kartų tvirtesnis už metalą, naudojamą automobilių kėbulams gaminti. Šiuo metu kompozitas transporto priemonių gamyboje panaudojamas 10 kartų dažniau. Taip sprendžiamos pagrindinės užduotys – du kartus mažėja jų svoris ir gamybos energijos sąnaudos. Kompozitinės medžiagos lėktuvų gamyboje pagerina ypatingai aktualų svorio ir patvarumo santykį. Pramonės laboratorijose ir toliau ieškoma stipresnių ir lengvesnių komponentų ir jų pritaikymo galimybių.

Kompozitinės medžiagos ir konstrukcijos plačiausiai naudojamos statyboje. Jos statybą atpigina ir pagreitina, praplečia šios pramonės šakos galimybes. pastebimas laiko ir energijos sąnaudų, gamybinių galimybių, pastatų eksploatacijos terminų didinimas ir konstrukcijų lengvumas bei patikimumas spartina kompozitinių medžiagų panaudojimą statant pastatus. Medžiagų moksliniai tyrimai padeda plėsti panaudojimo sferas ir gaminių įvairovę.

Naujųjų technologijų paroda

Lietuvoje gaminamos ir plačiai naudojamos kompozicinės medžiagos statybos sektoriuje, mašinų gamybos, chemijos, maisto bei kitose pramonės šakose. Šios medžiagos pasižymi cheminiu atsparumu, lengvu apdirbimu, konstrukciniu stabilumu ir tvirtumu, aukštesne termoizoliacine ir akustine kokybe, mažesniu svoriu, palankiu konstrukcijų svorio ir gabaritų santykiu.

O pagrindinis šių medžiagų privalumas yra tas, jog naudojamos beveik visose pramonės šakose, jos atpigina konstrukcijų gamybą ir montavimą, sumažina energijos ir transporto išlaidas.

2019.09.30; 08:00

print