Vývoj povrchové úpravy nádrže raketového paliva z kompozitu s výstuhou z uhlíkových vláken
Vývoj polymerního lineru
Trvání projektu: 2010 až 2013
Ředitel společnosti: Ing. Martin Navrátil, Ph.D.
Využívání kompozitních materiálů je zvažováno pro budoucí generaci nosných raket ve snaze snížit jejich celkovou hmotnost. Odhaduje se, že pouhou náhradou kompozitními materiály může být celková hmotnost palivové nádrže snížena na 40 %, což znamená úsporu 14 % celkové hmotnosti. Nicméně kompozitní palivové části podléhají různým deformacím, jako je termoelastická deformace, či jiné deformace při zatížení, které mohou zhoršovat povrchové morfologie. Popsané nedostatky nejen sníží mechanické vlastnosti, ale také výrazně zhoršují bariérové vlastnosti.
V poslední době jsou palivové nádrže vyráběny z reaktoplastů vyztužených uhlíkovými vlákny (CFRP), které jsou založeny na komerčních epoxidových systémech. Díky rychlému rozvoji nosných raket a supravodivých technologií, jsou epoxidové pryskyřice a jejich kompozity stále více uplatňovány v kryogenních technických oborech. Problémy nastávají při použití termosetické epoxidové pryskyřice při extrémně nízkých teplotách a prostředích (např. medium tekutého dusíku 77K). Z tohoto důvodu musí být povrch CFRP chráněn polymerní vložkou s malou propustností pro plyny a vysokou houževnatostí.
Cílem projektu řešeného v úzké spolupráci s EADS CASA bylo vyvinutí dostatečně účinné bariéry na bázi polymerních reaktoplastů. V průběhu řešení SYNPO vytvořilo jednak zcela nové kompozitní materiály, ale zároveň byly využívány unikátní techniky pro hodnocení propustnosti plynů přes takovéto hmoty. Součástí formulačních prací byla modifikace vybraných polymerních systémů pomocí vhodných nanostruktur. Pro dosažení náročných požadavků projektového zadání byla v SYNPO vyvinuta celá řada modelových systémů s různým způsobem depozice včetně předúpravy s využitím plasmy.
Výsledky řešení tohoto projektu budou přínosné i v jiných oborech, například je touto technologií zvažována povrchová úprava tlakových nádob.
O společnosti SYNPO
Jedná se o akciovou společnost založenou v roce 1952 jako Výzkumný ústav syntetických pryskyřic a laků, která byla vždy čelním představitelem aplikovaného výzkumu a vývoje v oblasti polymerů. Od roku 1992 je SYNPO zisková akciová společnost, která se zabývá smluvním výzkumem a vývojem a formulacemi v oblasti syntetických polymerů, nátěrových hmot, kompozitů a lepidel, výrobou nátěrových hmot, zakázkovou výrobou specialit v oblasti polymerní chemie, vývojem procesů na poloprovozním a výrobním zařízení, analýzou polymerních materiálů a zkušebnictvím v akreditovaných laboratořích.
Na pracovištích výzkumných oddělení jsou mnohaleté zkušenosti v syntéze a používání polyakrylátů, epoxidů, polyuretanů, polyesterů, alkydů a řady hybridních produktů spojujících v sobě různé vlastnosti těchto polymerů. SYNPO je již 20 let zavedeným výrobcem dvousložkových, především polyuretanových nátěrových hmot pro průmyslové aplikace.
Co vám účast v projektu přinesla?
„Účast v projektu byla završením čtyřicetileté výzkumné činnosti a zkušeností v oboru aplikace kompozitů pro široké průmyslové použití pro komerční zákazníky a také dlouhodobé práce v oblasti aplikace nanočástic v epoxidových systémech. Velmi přínosná byla také možnost přímé kooperace s EADS CASA, protože nám umožnila pracovat ve špičkovém oboru aplikace kompozitů a zúročit všechny nabyté zkušenosti a znalosti.“