Cверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ) в последнее время все шире используется в различных областях промышленности, транспортного машиностроения, строительства, что обусловлено высокими эксплуатационными характеристиками получаемых из него изделий. Высокая молекулярная масса СВМПЭ и его химическая природа обуславливают весь комплекс уникальных свойств, присущих данному полимеру: очень высокие физико-механические характеристики, морозостойкость, износостойкость, стойкость к агрессивным средам, низкий коэффициент трения. Большой интерес проявляется к композиционным материалам на основе СВМПЭ, содержащим наполнители и функциональные добавки, поскольку они позволяют добиться еще лучших потребительских свойств по сравнению с чистым полимером. Перспективным представляет использование нанодисперсных наполнителей, создающих ансамбли в полимерной матрице и эффективно модифицирующих надмолекулярную структуру с образованием армированной полимерной системы. В результате можно получить материал с уникальным сочетанием физико-механических и триботехнических характеристик, которые могут эффективно применяться для изготовления деталей узлов трения. В данной работе будут изучены особенности получения композиционных материалов на базе СВМПЭ с нанонаполнителями.
Важной научной задачей является выяснение вопроса о том, как влияют одномерные и трехмерные наноструктуры (2-30 нм), структурные нанонеоднородности разного химического состава, аморфной или кристаллической структуры на строение и механические свойства объемного полимерного материала. Это является важным вкладом в разработку научных основ получения нового поколения композиционных полимерных материалов с заданной структурой и регулируемыми механическими свойствами.
Актуальность поставленных задач определяется необходимостью усовершенствования методов прочностных и деформационных расчетов и прогнозирования длительной работоспособности полимерных и композиционных материалов, используемых в различных областях современной инженерной практики. В ракетно-космической технике активно применяют композиты, в частности, из них изготавливают оболочки головных обтекателей, трубы, теплозащитные покрытия для космических аппаратов и т.д. В мировом авиастроении в настоящее время активно осуществляют переход от металлов к композитам. Для снижения массы конструкций основные авиастроительные компании (Airbus, Boeing, Сухой и др.) при производстве различных элементов (фюзеляжей, крыльев, килей, стабилизаторов, люков и дверей и т.д.) применяют высокоэффективные композиты вместо традиционных алюминиевых сплавов и других материалов. Композиты применяются в судостроении, автомобилестроении, сельскохозяйственном машиностроении, стоматологии, при производстве подвижного железнодорожного состава, как пассажирского, так и грузового. Композиты и полимеры активно внедряются в гражданском и промышленном строительстве в качестве строительных материалов в различных конструкциях, а также в трубопроводных системах для водоснабжения и канализации. Для более интенсивного применения полимерных и композиционных материалов в инженерных конструкциях необходимо усовершенствовать методы испытаний композитов, развивать экспериментально-теоретические исследования в области механики разрушения, уделяя особое внимание вопросам старения, рассеянного повреждения, охрупчивания и длительного разрушения полимерных связующих и композитов.