Wysokiej jakości części kompozytowe do samolotów dzięki estrom cyjanianu Nowa klasa termoutwardzalnych polimerów zwanych estrami cyjanianu oferuje wysoką odporność termiczną i stabilność, która sprawia, że elementy samolotów są odporne na warunki otoczenia o dużej zmienności. Technologie przemysłowe © Thinkstock Komponenty chłodnic samolotowych są narażone na skrajne warunki, w tym temperatury od 0°C do około 240°C. Celem projektu HITEMCOMFIL (Manufacturing of high temperature composite parts for air cooling unit (e.g. cyanate ester / carbon fibres) by filament winding) było zastąpienie stopów metalu w konstrukcji tulei, tj. części zespołu wirnika, estrami cyjanianu. W odróżnieniu od tradycyjnych żywic epoksydowych, estry cyjanianu to wysoce zaawansowane termoutwardzalne żywice polimerowe odpowiednie do zastosowania w wysokich temperaturach o bardzo pożądanych właściwościach. Tego rodzaju materiały kompozytowe umożliwiają zmniejszenie ciężaru całej konstrukcji oraz uzyskanie dużych prędkości obrotowych w podwyższonych temperaturach. Tuleja jest elementem zespołu, w skład którego wchodzi kilka części wykonanych z różnych materiałów, w tym stalowy rdzeń i magnesy. Niski współczynnik rozszerzalności estrów cyjanianu ogranicza rozszerzanie się tulei, pomagając w ten sposób utrzymać magnesy w określonym położeniu. To z kolei zapewnia zachowanie stałej wartości szczeliny magnetycznej, a w konsekwencji również wyższą sprawność zespołu wirnika. Naukowcy zastosowali metodę nawijania na mokro do wytworzenia kompozytów strukturalnych, mając na uwadze wysokie wymagania wybranej żywicy pod względem wchłaniania wilgoci i kontroli ciepła w trakcie procesu. Szczególny nacisk położono na modelowanie i pomiar naprężenia szczątkowego, jaki powstaje na tulei po procesie nawijania. Zespół przyjrzał się również temu, jak wstępne naprężanie włókien wpływa na właściwości gotowych części. Szczegółowe analizy procesów chemicznych i fizycznych w trakcie utwardzania pozwoliły zminimalizować poziom nieciągłości o około 80%. Takie postępowanie pomogło otrzymać części z kompozytów o wysokiej jakości i doskonałych właściwościach termicznych w podwyższonych temperaturach. Włączenie żywicy na bazie estrów cyjanianu i wstępnego naprężania włókien do jednego procesu sprawiło, że otrzymana metoda jest odpowiednia do wytwarzania różnych produktów poddawanych dużym obciążeniom. Estry cyjanianu kwalifikują się do takich zastosowań jak zbiorniki sprężonego powietrza, przewody ciśnieniowe, koła zamachowe i obudowy silnika. Dzięki tego rodzaju materiałom kompozytowym projekt HITEMCOMFIL umożliwia poszerzenie asortymentu produktów na bazie estrów cyjanianu w obszarach innych niż przemysł lotniczy. Słowa kluczowe Samolot, kompozyty, estry cyjanianu, polimery termoutwardzalne, HITEMCOMFIL, podwyższone temperatury
