Основні напрямки науково-дослідної діяльності кафедри ХІТ:
- Біоцидні неорганічні порошки та покриття
- Біокерамічні скафолди для тканинної інженерії кістки
- Бронестійкі склокристалічні матеріали для локального та індивідуального захисту
- Жаростійкі покриття для захисту деталей теплоенергетичного обладнання з жаростійких легованих сталей та сплавів
- Алюмосилікатні наповнювачі для полімерних, лакофарбових композиційних матеріалів
- Органомодифіковані бентоніти як агенти реології для лакофарбових матеріалів
- Уралкідні лакофарбові матеріали спеціального призначння
- Лакофарбові матеріали з низьким вмістом летких органічних сполук
- Електрохімічне одержання оксидних плівок на титані і титанових сплавах
БІОЦИДНІ НЕОРГАНІЧНІ ПОРОШКИ ТА ПОКРИТТЯ
|
Призначення порошків: забезпечення біоцидних властивстей неорганічних матеріалів (кераміка, скло, склокераміка), які використовуються в місцях підвищеного риску зараження патогенними мікроорганізмами. Характеристики: Переваги: розроблені біоцидні неорганічні порошки характеризуються нетоксичністю, пролонгованою дією відносно патогенних мікроорганізмів, доступністю та невисокою вартістю. Це визначає їх високу конкурентну спроможність серед вітчизняних та зарубіжних біоцидів. Призначення покриттів: антибактеріальний захист місць громадського користування – лікарні, громадські їдальні, метро та інші об’єкти. Біоцидні склокристалічні покриття (СКП) по сталі 08 кп за шлікерною технологією нанесення; Біоцидні склокомпозиційні покриття СКмП сталі 08 кп на основі титанвмісної емалі та неорганічних порошків БНП, БНZ, П. Переваги: розроблені біоцидні склокристалічні покриття характеризуються технологічністю, високою хімічною стійкістю, нетоксичністю, пролонгованою дією відносно патогенних мікроорганізмів, невисокою вартістю.
|
БІОКЕРАМІЧНІ СКАФОЛДИ ДЛЯ ТКАНИННОЇ ІНЖЕНЕРІЇ КІСТКИ
|
Основною ідеєю проєкту є створення біокерамічних скаффолдів для заміни втрачених частин кісткової тканини зі структурою та властивостями максимально наближеними до природної кістки та скороченим терміном зрощування в умовах надзвичайних та кризових ситуацій. На основі нетоксичних біоактивних склокерамічних матеріалів методом дублювання полімерної матриці розроблено скаффолди із градієнтно-поруватою структурою, низькою собівартістю, контрольованою структурою та резорбцією. Розроблені скаффолди з архітектонікою природної кістки, які дозволяють реалізувати принципи біоміметики та досягти стимулювання природного процесу відновлення. Це реалізується за рахунок розробки нових видів матриць та їх додаткового насичення біоактивними компонентами, які дозволяють активізувати природні репаративні процеси кісток та пришвидшити процес зрощування. Саме використання біоактивних склокерамічних матриць у поєднанні з природними полімерами (колаген, хітозан, альбумін, глобулін) та факторами росту (стовбурові клітини) дозволяють досягти синергетичного ефекту біосумісності за рахунок керування біохімічними процесами та конструкційної міцністю в інженерії тканини. Споживацький сегмент: медичні установи, бригади швидкої допомоги, військові парамедичні служби. Перевагами застосування розробленого матеріалу є зменшення кількості ампутації кінцівок та витрат на проведення операцій, зниження імпортозалежності та розвиток національного ринку кісткових імплантатів, можливість створення серійних та індивідуальних виробів, скорочення терміну реабілітації пацієнтів та збільшення терміну експлуатації виробу.
|
БРОНЕСТІЙКІ СКЛОКРИСТАЛІЧНІ МАТЕРІАЛИ ДЛЯ ЛОКАЛЬНОГО ТА ІНДИВІДУАЛЬНОГО ЗАХИСТУ
|
Призначення: забезпечення локального та індивідуального захисту військового контингенту та цивільного населення, легкоброньованого транспорту, особливо в умовах надзвичайних та кризових ситуацій. Характеристики: високоміцні склокристалічні матеріали, які отримують за керамічною технологією: - низька питома густина (2,30 ÷ 2,6 г/см3); - радіопрозорість (ε = 3,5 ÷ 5,0; tgδ = 0,0005 ÷ 0,02, при частоті f = 1010 Гц); - абразивостійкість (зношуваність 0,004 ÷ 0,03 г/см2; НK =800 ÷ 1000 НV = 8 ÷ 10 ГПа, Н = 8,0 ÷ 8,5 ГПа, KCU = 5 ÷ 6 кДж/м2), К1C = 3 ÷ 10 МПа·м1/2; Переваги: впровадження розроблених високоміцних СКМ дозволить замінити вартісні керамічні аналоги (корунд, карбід кремнію), підвищити конкурентоспроможність вітчизняних бронематеріалів та забезпечити показники їх властивостей на рівні світових аналогів.
|
|
Призначення: довгостроковий ефективний захисту деталей авіаційних двигунів та газотурбінних установок з легованих сталей та сплавів від високотемпературної газової корозії до 1000 °С та, одночасно, хімічного та механічного зносу й ударних навантажень.
Переваги: підвищення терміну експлуатації деталей з вкрай дефіцитних легованих сталей і сплавів, які містять вартісні компоненти (молібден, вольфрам, ніобій, тантал та ін.), дозволить одержати суттєвий економічний ефект та знизити імпортозалежність в умовах серійного великотонажного виробництва. |
АЛЮМОСИЛІКАТНІ НАПОВНЮВАЧІ ДЛЯ ПОЛІМЕРНИХ, ЛАКОФАРБОВИХ КОМПОЗИЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ
|
Призначення алюмосилікатних наповнювачів: білі наповнювачі на основі природних бентонітових глин за розробленою технологією з використанням окисно-відновлювального механізму вибілювання червоної комової бентонітової глини для одержання пігментованих лакофарбових, полімерних композиційних матеріалів декоративного, захисного та спеціального призначення. Характеристики: 1) високий ступінь білизни; 2) мінімальний вміст водорозчинних речовин; 3) висока атмоферостійкість; 4) хімічна інертність; 5) висока дисперсність; 6) низька ціна та доступність сировини; 7) відсутність негативного впливу на навколишнє середовище безпека у використанні, легкість диспергування. Призначення покриттів при використанні алюмосилікатних наповнювачів: захист від корозії, покращення декоративних та фізико-технічних властивостей, спеціальні властивості. Білі наповнювачі на основі природних бентонітових глин за розробленою технологією з використанням окисно-відновлювального механізму вибілювання червоної комової бентонітової глини призначені для одержання лакофарбових матеріалів архітектурного призначення: інтерєрних та фасадних, індустріальних, бактерицидних, протикорозійних та матеріалів широкого вжитку і товарів народного споживання. Переваги алюмосилікатних наповнювачів: впровадження нових алюмосилікатних наповнювачів на основі сировини природних родовищ бентонітів України дозволить знизити собівартість продукції при збереженні атмосферостійкості, декоративних, захисних та фізико-механічних властивостей.
|
ОРГАНОМОДИФІКОВАНІ БЕНТОНІТИ ЯК АГЕНТИ РЕОЛОГІЇ ДЛЯ ЛАКОФАРБОВИХ МАТЕРІАЛІВ
|
Основною ідеєю проєкту є створення органобентонітів інтеркаляційним методом на основі вибіленої за окисно-відновним механізмом природньої червоної бентонітової глини та четвертиних аммонієйних солей для застосуванні у складі органорозчинних і водно-дисперсійних лакофарбових матеріалів матеріалів з покращенною седиментаційною стійкістю, тиксотропними властивостями, низьким рівнем втрат при нанесенні покриттів. Органобентоніти при виробництві лакофарбових матеріалів належать до особливого класу функціональних добавок – це модифікатори реологічних властивостей, тиксотропні загусники. Призначення у складі лакофарбових матеріалів: 1) збільшує седиментаційну стійкість матеріалів та в рази збільшує термін зберігання матеріалів; Переваги органобентонітів , одержаних інтеркаляційним методом: впровадження розроблених органобентонітів та матеріалів і покриттів на їх основі дозволить збільшити конкурентоспроможність вітчизняних лакофарбових матеріалів з тиксотропними властивостями за рахунок застосування місцевої природньої сировини.
|
УРАЛКІДНІ ЛАКОФАРБОВІ МАТЕРІАЛИ СПЕЦІАЛЬНОГО ПРИЗНАЧННЯ
|
Розроблена лінійка уралкідних лакофарбових матеріалів швидкого тверднення: лаки з різним вмістом триглицеридів жирних кислот рослинних олій , пігментовані матеріали матеріали на їх основі: ґрунтовки, емалі, грунтемалі, шпаклівки. Призначення: забезпечення пігментованим лакофарбовим покриттям на основі розроблених уралкідних олігомерів функціональних, декоративних, захисних, бактерицидих властивостей з можливістю нанесення на поверхні без попереднього видалення іржі. Уралкідні лакофарбові матеріали спеціального призначення можуть застосовуваться при фарбуванні внутрішніх і зовнішніх поверхонь залізничного, сільськогосподарського, автомобільного і електротранспорту, будівельних, інженерних та промислових металоконструкцій, надводних поверхонь гідроспоруд, внутрішніх і зовнішніх поверхонь побутових, адміністративних і житлових приміщень, техніки, обладнання, приладів і виробів різного промислового і побутового призначення. Характеристики: 1) час тверднення покриттів, год. – 1,5; 2) твердість покриттів по маятниковому приладу ТМЛ (рамка Б) ум.од. не менше – 0,15; 3) міцність плівки при ударі по приладу типу У-1,см, не менше - 50; 4) еластичність плівки при згинанні, мм, не більше – 1; 5) адгезія методом решітчастих надрізів, бали, не більше – 1; 6) стійкість плівки до статичної дії мінеральної оливи, води, год, не менше - 120. Переваги: впровадження уралкідних грунтемалей дозволить замінити традиційну двошарову систему лакофарбових покриттів з алкідних аналогів (грунт ГФ-021, емаль ПФ-115) одношаровим покриттям з підвищеною зносостійкістю, твердістю, хімстійкістю та зменшеному часу тверднення.
|
ЛАКОФАРБОВІ МАТЕРІАЛИ З НИЗЬКИМ ВМІСТОМ ЛЕТКИХ ОРГАНІЧНИХ СПОЛУК
|
Призначення: захисні, декоративні та бактерицидні органорозчинні лакофарбові матеріали, що відповідають вимогам Технічного регламенту щодо обмеження викидів легколетких органічних сполук при виробництві та нанесенні лакофарбових матеріалів Характеристики: 1) умовна в’язкість по ВЗ – 246, с, не менше – 150 с; 2) значенням ЛОС, г/л, не більше – 296,76 г/л; 3) ступінь дисперсності , мкм, не більше – 25; 4) час висихання до ступеня 3, год, не більше – 24; 5) міцність плівки при ударі на приладі У – 1, см, не менше – 50; 6) еластичність плівки при вигині, мм, не більше – 1; 7) адгезія плівки, бали, не більше – 1; 8) твердість покриттів по маятниковому приладу ТМЛ (рамка Б), ум.од. не менше – 0,2. Переваги: впровадження розроблених матеріалів та покриттів для зменшення емісії шкідливих для здоров’я людей та довкілля токсичних органічних розчинників дозволить збільшити конкурентоспроможність вітчизняних лакофарбових матеріалів завдяки використанню смол з низьким вмістом ЛОС та підвищити седиментаційну стабільність при зберіганні внаслідок застосування агентів реології.
|
ЕЛЕКТРОХІМІЧНЕ ОДЕРЖАННЯ ОКСИДНИХ ПЛІВОК НА ТИТАНІ І ТИТАНОВИХ СПЛАВАХ
|
Технологія електрохімічного одержання оксидних плівок заснована на анодному окисленні поверхні металу у розчині відповідного електроліту. Метод електрохімічного оксидування дозволяє отримувати однорідні оксидні плівки на виробах будь-якої конфігурації. Товщину отриманої плівки можна регулювати шляхом зміни заданого значення напруги на електролізері. Структура оксидної плівки залежить від складу використовуваного електроліту. Оксидні плівки, отримані електрохімічним методом на поверхні титанових матеріалів, відрізняються однорідною структурою та суттєво підвищують корозійну стійкість металу, оскільки мають пасивуючі властивості. Такі покриття широко використовуються для модифікування поверхні медичних імплантатів, оскільки шар діоксиду титану, сформований при електрохімічному окисненні, має хімічноінертні та біоактивні властивості, що знижує можливість корозійного руйнування імплантату з утворенням металевих частинок та токсичних сполук легуючих елементів у середовищі організму пацієнту і ризик появи запальних процесів після проведення вживляння виробу. Метод електрохімічного оксидування не вимагає складного дороговартісного обладння, відрізняється незначними витратами енергії та є простим та зручним у виконанні. Оксидні плівки, отримані за цим методом, характеризуються однорідністю товщини та структури і є забарвленими, що дозволяє проводити маркування деталей різного призначення. Розроблена технологія може використовуватись на підприємствах різного профілю для підвищення корозійної стійкості та надання функціональних властивостей поверхні титанових матеріалів. |