Panele samolotu z cukru i juty
Rygorystyczne wymagania dotyczące certyfikacji i nieprzyjazne warunki, których działaniu poddawane są materiały kompozytowe stanowią poważne przeszkody utrudniające stosowanie materiałów naturalnych. Naukowcy stawiają czoła tym przeszkodom, wykorzystując do tego nowatorskie epoksydy, które mogą zastąpić konwencjonalne tworzywa sztuczne na bazie ropy naftowej, dzięki finansowaniu przez UE projektu "Development of an innovative bio-based resin for aeronautical applications" (BME CLEAN SKY 027). Badacze postawili sobie za cel wytworzenie żywic na bazie cukrów pochodzących ze źródeł, które nie rywalizują z żywnością. Aby spełnić wymagania lotnicze zaplanowali oni włączenie włókien naturalnych w celu poprawienia własności mechanicznych i zastosowanie obróbki powierzchniowej w celu zmniejszenia palności. Syntezę komponentu przeprowadzono zgodnie z zasadami chemii ekologicznej, efektywności energetycznej, bezpieczeństwa środowiska i zdrowia oraz skalowalności. Na początek naukowcy przygotowali wielofunkcyjne żywice epoksydowe na bazie glukozy. Zespół następnie dokonał syntezy trzech rodzajów niepalnych związków, wykorzystując do tego przyjazne dla środowiska środki generujące nieszkodliwy produkt uboczny etanol. Cztery systemy żywic epoksydowych zostały w pełni scharakteryzowane, a jeden — na bazie glukofuranozydu (GFTE) — wybrano do produkcji na większą skalę. Badacze następnie porównali różne naturalne tkaniny, w tym trzy rodzaje konopi, trzy rodzaje juty, dwa rodzaje lnu oraz mieszankę konopi i lnu. Uwzględniając wyniki próby wytrzymałości na rozciąganie i dostępność, do wzmocnienia żywicy epoksydowej i ulepszenia właściwości mechanicznych wybrano gładką tkaninę jutowa. Istotny problem stanowi palność tkanin naturalnych. Dwa rodzaje przyjaznej dla środowiska uniepalniającej obróbki powierzchni (fosforan amonowy i aminosilan) zbadano w izolacji i łącznie. Połączenie dało najlepszą relację zmniejszonej palności do zwiększonej stabilności termicznej. Kompozytowe płyty przekładkowe z rdzeniem z pianki wyprodukowano na osnowie bio-GFTE. Wyniki testów mających określić przydatności do zastosowania jako wewnętrznych płyt podłogowych wykazały, że płyty te znacznie przewyższyły pod względem parametrów konwencjonalne struktury przekładkowe o osnowie syntetycznej. Projekt BME CLEAN SKY 027 utorował tym samym drogę do zastąpienia plastików syntetycznych wzmacnianych włóknem węglowym przyjaznymi dla środowiska biokompozytami w różnych zastosowaniach wewnątrz samolotu.
Słowa kluczowe
Lotniczy, biokompozyty, biożywica, zastosowania w lotnictwie, juta