Een onderzoeksteam van het Skoltech Center for Design, Manufacturing and Materials (CDMM) heeft de effecten bestudeerd van verwerkingsadditieven - aluminiumhydroxide en zinkstearaat - op de polymerisatiekinetiek van thermoharders die bij pultrusie worden gebruikt. Het onderzoek is gepubliceerd in de Tijdschrift voor composietmaterialen .

Met vezelversterkte kunststof (FRP) structurele elementen die duidelijke voordelen hebben ten opzichte van conventionele materialen, zoals staal, hout, en beton, worden veel gebruikt in civiele, scheepsbouw en wegenbouw. FRP-structuren worden vervaardigd met behulp van het pultrusieproces, waarbij polymerisatie wordt bereikt door continu aan het materiaal te trekken. Ingenieurs maken veelvuldig gebruik van wiskundige modellen om het pultrusieproces te optimaliseren en zo kostbare experimenten te vermijden die vaak met vallen en opstaan ​​worden uitgevoerd.

Om het pultrusieproces te optimaliseren, men moet zorgvuldig rekening houden met vele parameters die de kwaliteit van het eindproduct bepalen, en de samenstelling van het polymeermengsel is er een van. Nauwkeurige beschrijving van pultrusie vereist een geschikt model van kinetiek van harsuitharding, afhankelijk van het gebruikte verwerkingsadditief. Indien goed gekozen, het model helpt bij het bepalen van de hoogst mogelijke treksnelheid. Beurtelings, het maximaliseren van de treksnelheid met behoud van de kwaliteit van de resulterende profielen is essentieel voor het verbeteren van de efficiëntie en, daarom, de kosteneffectiviteit van het pultrusieproces.

Een CDMM-team, inclusief Ph.D. student Alexander Vedernikov en MSc-student Yaroslav Nasonov onder leiding van universitair hoofddocent Alexander Safonov en CDMM-directeur, professor Iskander Akhatov, bewezen dat additieven een aanzienlijke invloed hebben op de polymerisatiesnelheid bij pultrusie. Het team ontdekte dat de voorspellingen van de treksnelheid 1,7 keer verschilden voor composities met en zonder toevoegingen, wat een dramatisch effect had op de pultrusieprestaties.

"Ons laboratorium voor composietmaterialen en -structuren werkt intensief aan procesoptimalisatie om de winstgevendheid te verhogen en tegelijkertijd de vereiste kwaliteit van composietstructuren te behouden. Om dit te doen, we passen wiskundige modellen van fabricageprocessen toe en valideren ze in experimenten op industriële apparatuur, "Alexander Safonov legt uit.