Специалисты НИТУ «МИСиС» создали устойчивые к трению полимерные изделия, которые можно использовать при морозе до минус 80 градусов Цельсия. Для широкомасштабной добычи полезных ископаемых в Арктике понадобится сложное промышленное оборудование и тяжелая техника с большим количеством узлов трения. При этом на так называемом полюсе холода в Якутии была зафиксирована температура ниже минус 67 градусов.

Условия Крайнего Севера диктуют жесткие требования к надежности оборудования. При низкой транспортной доступности каждая поломка подшипника, не выдержавшего сильный холод, может означать большие финансовые потери. Для добывающих организаций будет критически важно использовать машины с такими подвижными частями, которые смогут выдерживать нестандартные условия эксплуатации максимально долго.

Сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ) — это один из видов термопластов (способен размягчаться при нагревании и вновь застывать при охлаждении). Данный пластик состоит из очень длинных молекулярных цепей, которые эффективно передают нагрузку и распределяют ее внутри вещества. Сейчас СВМПЭ применяется в медицине для протезирования, а также в качестве основы для перспективных бронежилетов и в некоторых других областях.

Ленты из разработанного в НИТУ «МИСиС» и компании Biomimetix сверхвысокомолекулярного полиэтилена можно приклеивать на внутренние металлические части подшипников, где они будут служить поверхностями трения. Новый материал отличается долговечностью и устойчивостью к низким температурам (он теряет рабочие свойства лишь при минус 80 градусах Цельсия). Высокая химическая инертность обеспечивает ему экологичность.

Другая сфера применения нового пластика — облицовочные панели для корпусов полярных вездеходов и другой техники, подверженной ударным нагрузкам. Состоять они будут из чередующихся сплошных и пористых слоев. По словам представителей МИСиС, именно такая структура позволяет добиться максимальной ударной прочности пластин. Такой материал может деформироваться при физическом воздействии, а затем восстанавливать первоначальную форму.

Слоистая структура полимерных панелей была заимствована их разработчиками у биологических объектов. Например, трубчатые кости человека имеют сплошной внешний слой (который несет основную нагрузку) и губчатую сердцевину.

— Ранее в России существовало опытное производство сверхвысокомолекулярного полиэтилена в Казани и Томске. Но дальше экспериментов дело не пошло. Для выхода на рентабельность спрос на этот полимер должен составлять минимум несколько тысяч тонн в год. Думаю, что данного уровня потребления удастся добиться в случае широкого использования СВМПЭ при освоении Арктики, — рассказал «Известиям» научный сотрудник Центра композиционных материалов НИТУ «МИСиС» Федор Сенатов.

По словам директора по развитию средств индивидуальной бронезащиты АО «НИИ стали» Ивана Беспалова, СВМПЭ — это материал с огромной износостойкостью и очень низким коэффициентом трения.

— Его использование в качестве рабочего материала для подшипников может быть отличной идеей. Это возможно при условии, что в МИСиС хорошо справились с задачей приклеивания полимера к металлу, — отметил эксперт.

По мнению Ивана Беспалова, успешное применение сверхвысокомолекулярного полиэтилена для арктической техники способно резко увеличить внутренний спрос на СВМПЭ в России. И тогда отечественные изготовители полимеров вновь заинтересуются его производством. Это может привести к значительному снижению зависимости от поставок импортного сырья.