Белорусские ученые создали краску, которую не царапает даже гвоздь

Такую краску царапать — только гвоздь портить. Сам убедился. А чуть раньше в этом убедилось и жюри "Питерской технической ярмарки-2010", где Белорусский государственный технологический университет представлял свою инновационную разработку. На питерском форуме отечественная эпоксидная композиция для создания защитного покрытия получила серебряную медаль. Не осталась незамеченной работа ученых и на недавно прошедшей выставке в Национальной библиотеке, приуроченной к "Молодежному инновационному форуму-2010".
 

— Нельзя сказать, что после всего этого к нашим краскам возник взрывной интерес заказчиков, — комментирует событие заведующий кафедрой технологии нефтехимического синтеза и переработки полимерных материалов БГТУ доктор химических наук, член-корреспондент Николай Прокопчук. — Пока отечественные предприятия больше озабочены снижением затрат, а не повышением качества продукции, серьезного внимания к подобным новинкам ждать не стоит. Тем не менее интересоваться нашими разработками они стали активней, и мы даже ведем сейчас переговоры с Минским лако­красочным заводом о возможности внедрения своих технологий. Чтобы убедить потенциальных партнеров, мы предложим заводской лаборатории повторить весь цикл испытаний наших материалов и уверены, что результаты подтвердятся.
 

Секрет уверенности профессора Прокопчука — в производимых учеными Института тепло- и массообмена Национальной академии наук Беларуси углеродных нанотрубках. В технологическом университете они добавляются в краски, грунтовки, лаки и эмали всех типов — эпоксидные, акриловые, алкидные, водоэмульсионные и прочие — и чудесным образом преображают их. Способность прочно соединяться с окрашиваемой поверхностью у модифицированных красок увеличивается до 5 раз, вдвое лучше они выдерживают удары, имеют гораздо более низкую вязкость, а потому лучше наносятся, сильнее блестят и в 1,5—2 раза быстрее высыхают. И все эти метаморфозы происходят из-за ничтожно малого количества наноматериалов — от 0,005 до 0,1 процента от массы краски.
 

— Растворить такое малое количество углеродного материала в краске так, чтобы наночастицы распределились равномерно по всему объему, оказалось очень непросто, — признается старший преподаватель кафедры кандидат технических наук Анна Николайчик. — Чтобы частицы имели развитую поверхность и при этом не слипались, потребовалось создать оригинальные технологии предварительной обработки наноматериалов. В производственный процесс создания наноструктурированной краски был введен также ультразвук, который помогает микроскопическим углеродным частицам распределяться более равномерно.
 

Наука еще до конца не расшифровала феномен нанотрубок, но у исследователей есть достаточно убедительная версия механизма их воздействия на материал. Считается, что в высыхающей краске они становятся центрами взаимодействия молекул и помогают выстраивать из них сетчатую структуру. В результате не остается ни одного технологического параметра, который бы не был улучшен.
 

Правда, стоить наноструктурированные краски должны больше, чем обычные, так как нанотрубки обходятся недешево и их цена в среднем составляет 1000 долларов за килограмм. Но требуется их, как мы уже знаем, ничтожно мало, поэтому незначительное удорожание — до 25 центов на килограмм — с лихвой компенсируется многократным увеличением срока службы красочного слоя.
 

Как убедились ученые технологического университета, не менее эффективно работают нанотрубки и в составе резины, где с их помощью создается практически та же структура, что и в красках. В результате износ резины снижается в 1,5—2 раза, увеличивается ее стойкость к действию масла, бензина, а также высокой и низкой температуры. Сокращаются и сроки вулканизации, что позволяет снизить энергоемкость производства.
 

— Правда, в отличие от моих коллег, занимающихся красками, мы столкнулись с более серьезными проблемами, — говорит доцент кафедры кандидат технических наук Жанна Шашок. — В составе большинства резин технический углерод, причем в очень разной форме, содержится изначально, и его взаимодействие с углеродными нано­трубками не всегда развивается так, как хотелось бы. Поэтому для каждой рецептуры мы ищем свое решение. И если его удается найти, результат всегда впечатляет специалистов резинотехнической отрасли. Надеемся, что их высокое мнение о предлагаемых нами разработках будет подкреплено стремлением к внедрению их на производстве. Кстати, с нанотрубками проблем не возникнет. Наши соавторы — ученые Института тепло- и массообмена НАН Беларуси разработали и построили достаточно мощные установки по их производству и смогут обеспечить потребности как лакокрасочной, так и резинотехнической промышленности.