Полимеризация в космосе. Пермский период
DOI:
https://doi.org/10.7242/2658-705X/2024.4.5Ключевые слова:
полимеризация, гравитационно-чувствительные механизмы, космический эксперимент, полимеры с однородным распределением свойствАннотация
Представлен краткий обзор экспериментальных и теоретических исследований, выполненных в институтах Пермского научного центра УрО РАН и посвященных изучению гравитационно-чувствительных механизмов процесса полимеризации. По результатам исследований подготовлен и проведен космический эксперимент «Гель-1» (орбитальная станция «Мир», 1992 год). Используя данные выполненного эксперимента, были разработаны рекомендации для получения высокооднородных полимерных материалов и полимеров с заданным распределением физико-химических свойств, в том числе и в наземных условиях. Часть работ, начатых еще в 1990-х годах, успешно продолжается по настоящее время. В основном, это исследования особенностей отверждения композиционных материалов в условиях открытого космоса как
одно из наиболее перспективных направлений создания крупногабаритных объектов вблизи Земли и на поверхности Луны.
Библиографические ссылки
Cадыков А., Леонтьев В., Мангутова Ю., Гречко Г., Машинский А.Л., Нечитайло Г.С. // Доклады АН СССР –1983 – № 303 – С. 1004–1007.
Абдурахманов Ш.Д., Богатырева Л.Г., Брискман В.А., Любимова Т.П. [и др.] О структурообразовании полиакриламидных гелей при фотоинициации в наземных и орбитальных условиях // В сб. научных трудов Численное и экспериментальное моделирование гидродинамических явлений в невесомости. – Свердловск, 1988. – С. 123–127.
Богатырева Л.Г., Брискман В.А., Левкович М.Г., Леонтьев В.Б., Любимова Т.П., Нечитайло Г.С. Гравитационно–чувствительные механизмы при структурообразовании полиакриламидных гелей // Космическая наука и техника. – 1989. – Вып. 4. – С. 43–47.
Абдурахманов Ш.Д., Бабский В.Г., Богатырева Л.Г., Брискман В.А., Левкович М.Г., Леонтьев, В.Б., Любимова Т.П., Машинский А.Л., Нечитайло Г.С. Структурообразование полиакриламидных гелей при фотоинициации в наземных и орбитальных условиях // XIX Гагаринские научные чтения по космонавтике и авиации. – Москва: Наука, 1990. – С. 219 – 228.
Бармин И.В., Брискман В.А., Полежаев В.И. Программа экспериментов на установке для исследования гидродинамических явлений в условиях невесомости // Изв. АН СССР. Серия физическая. – 1985. – Т. 49. – № 4. – С. 698.
Бурштейн Б.И., Костарев К.Г., Подковырина З.П., Пшеничников А.Ф. Оптические приборы для исследования тепломассообмена в невесомости // Численное и экспериментальное моделирование гидродинамических явлений в невесомости. – Свердловск: УрО АН СССР, 1988. – С. 108–112.
Briskman V.A., Kostarev K.G. Shmyrov A.V. Mechanisms of Polymerization Sensitivity to Gravity // First Int. Symp. on Migrogravity Research and Applications in Physical Sciences and Biotechnology. Sorrento, Italy: ESA SP – 454, 2001. – P. 655–662.
Bogatyreva L., Briskman V., Kostarev K., Leontyev V., Levkovich M., Lyubimova T., Mashinsky A., Nechitailo G., Righetti P.G. Heat/Mass Transfer Mechanisms of the Polymerization under Terrestrial and Microgravity Conditions // Proc. VIII European Symposium n Material and Fluid Sciences in Microgravity. – Brussels: ESA SP–333, 1992. – Vol.1. – P.173–178.
Righetti P.G., Bossi A., Giglio M., Vailati A., Lyubimova T., Briskman V.A. Is gravity on our way? The case of polyacrylamide gel polymerization // Electrophoresis. – 1994. – Vol.15. – P.1005–1013.
Kostarev K.G., Yudina T.M. Effect of Gravity on Heat and Mass Transfer in Polymerization // Heat Transfer Research. 1996. Vol. 27, № 5–8, P.379–382.
Костарев К.Г., Мошев В.В., Гусева Л.Р., Брискман В.А. Гравитационная чувствительность процессов полимеризации // Пластические массы. – 1997. – № 8. – С. 12–16.
Briskman V.A., Kostarev K.G., Moshev V.V., Lyubimova T.P [et al.] Basic mechanisms of gravitational sensitivity of the polymerization process // Joint Xth European and VIth Russian Sumposium on Phyzical Sciences in Microgravity. St.Peterburg. Russia, 1997. – P. 244–247.
Briskman V.A. Gravitational Effects in Polymerization // Spaсe Res. – 1999. – Vol. 24. – №. 10. – P. 1199–1210.
Костарев К.Г., Юдина Т.М., Писцов Н.В. Влияние свободной конвекции на формирование структуры и свойств полиакриламидного геля // Высокомолекулярные соединения, Серия А. – 2000. – Т. 42. – № 11. – С. 1910–1917.
Lyubimova T.P. Polymerization under terrestrial and orbital conditions. Comparative study // Hydromechanics and Heat/Mass Transfer in Microgravity. – Perm – Moscow, Russia, 1991. – P. 387–396.
Lyubimova T.P., Righetti P.G. On the kinetics of photopolymerization: a theoretical study // Electrophoresis. – 1993. – Т. 14. – №1. – С. 191–201.
Корлекова Е.Б., Любимова Т.П. Математическое моделирование тепломассообмена при образовании полиакриламидного геля // Нелинейные задачи динамики вязкой жидкости. Свердловск: УрО РАН, 1990. С. 46–54.
Briskman V.A., Kostarev K.G., Lyubimova T.P. Gel polymerization under high gravity conditions // In: Materials Processing in High Gravity., Ed. L.L.Regel, Plenum Press, N.Y. USA, 1994 (Proceedings of the II Int. Workshop on Materials Processing in High Gravity, (June 6–12, 1993) Potsdam, N.Y.,US), P. 185–192.
Briskman V.A., Kostarev K.G., Yudina T.M. Comparative investigations of thermal and photopolymerization under action of centrifugal forces. Basic mechanisms of heat/mass transfer // in: Centrifugal Materials Processing. Ed. L.L.Regel, Plenum Press.N.Y.1997, P. 247–255.
Briskman V.A., Kostarev K.G., Shmyrov A.V. Utilization of microgravity and high gravity to prepare materials with controlled properties // in: Processing by Centrifugation./ Ed.L.L.Regel&W.R.Wilcox, Kluwer Academic/ Plenum Publishers, 2001, NY,USA, P. 127–132.
Kostarev K.G., Shmyrov A.V. Polymer Synthesis in Centrifugal Field. // in: Processing by Centrifugation // Ed.L.L.Regel&W.R.Wilcox. Kluwer Academic/ Plenum Publishers, 2001, NY,USA, P. 121–125.
Briskman V., Kostarev K., Shmyrov A. High gravity as research tool in studying the nature of structure formation in polymers // Advances in Space Research. – 2002. – Vol. 29. – №4. – P. 599–607.
Костарев К.Г., Шмыров А.В. Влияние седиментации на возникновение и развитие конвекции при полимеризации гелей в центробежном поле // Конвективные течения. – Пермь: ПГПУ, 2003. – С. 175–184.
Гусева Л.Р., Костарев К.Г., Юдина Т.М. Гелеобразование в центробежном поле // Пластические массы. – 2004. – № 4. – C. 38–41.
Шмыров А.В., Костарев К.Г. Конвекция жидкого мономера в процессе фотополимеризации гелей в центробежном поле // Конвективные течения. Пермь: ПГПУ, 2005. – С. 60–72.
Голубев В.Г., Громов Д.Г., Гусева Л.Р., Любимова Т.П., Костарев К.Г. О роли свободно–конвективного тепломассобмена в процессах синтеза полимерных материалов // Материал. конф «Тепломассобмен – ММФ–92». – Минск: БелАН, 1992. – Т. 5. – С. 66–70.
Golubev V.B., Gromov D.G., Guseva L.R., Korolev B.A., Kostarev K.G., Lyubimova T.P. Free convective heat and mass transfer in processing polymer materials // Heat Transfer Research. – 1993. – Vol. 25. – №. 7. – P. 888–893.
Бегишев В.П., Гусева Л.Р., Костарев К.Г., Малкин А.Я. Неоднородность отверждения олигомеров, обусловленная конвективными явлениями // Высокомолекулярные соединения. Серия А. – 1994. – Т. 36.– №. 5. – С. 759–766.
Иванов В.В., Бегишев В.П., Гусева Л.Р., Костарев К.Г. Критерий фронтального характера фотополимеризации при постоянном коэффициенте экстинкции и ограниченном массопереносе // Высокомолекулярные соединения. Серия Б. – 1995. – Т. 37. – № 6. – С. 1064–1067.
Guseva L.R., Ivanov V.V., Kostarev K.G., Yudina T.M. Photo–polymerization in the system butyl glycidyl ether–ferrocene complex in forced quasi–frontal regime // Russian Polymer News. – 1998. – Vol. 3. – №. 2. – P. 25–28.
Иванов В.В., Гусева Л.Р., Костарев К.Г., Пущаева Л.М. Механизмы типа вынужденной бегущей волны при полимеризации // Высокомолекулярные соединения. Серия А. – 1999. – Т. 41.– №. 7. – С. 1102–1109.
Gelfi C., de Besi P., Alloni A., Rigetti P.G., Lyubimova T., Briskman V. Kinetics of acrylamide photopolymerization as investigated by capillary zone electrophoresis // J. of Chromatography. – 1992. – Vol. 598. – P. 277–285.
Lyubimova T., Caglio S., Gelfi C., Righetti P.G., Rabilloud Th. Photopopymerization of Polyacrylamide Gels with Methylene Blue // Electrophoresis. – 1993. – Vol. 14. – P. 40–50.
Briskman V.A., Kostarev K.G. ,Lyubimova T.P. [et al.] Polymerization under different gravity conditions // 45th Congress of Int. Austronautical Federation 1994. Paper IAF–94–J.4.257, Jerusalem. Israel, 1994, 12 P.
Briskman V.A., Kostarev K.G. Gravity sensitive mechanisms of polymerization and gel formation. Ways for controlling final material properties // Proceedings of the Int. Aerospace Congress IAC–94. 1994, Moscow. Russia, 1995, Vol.1. P.514–525.
Briskman V.A., Kostarev K.G., Levtov V.L. [et al.] Comparative experimental research of polymerization on the “MIR” orbital station and on the Earth // 33rd Aerospace Sciences. Meeting and Exhibit. 1995. Paper AIAA.95–0263, Reno. NV., 1995, 8 P.
Briskman V.A., Kostarev K.G., Lyubimova T.P., Levtov V.L., Mashinsky A.L., Nechitailo G.S., Romanov V.V. Polymerization under different gravity conditions // Acta Astronautica, 1996. Vol.39, №5, pp.395–402.
Briskman V.A., Kondyurin A.V., Kostarev K.G., Leontyev V.L., Levkovich M., Mashinsky A.L., Nechitailo G.S., Yudina T.M. Polymerization in microgravity as a new process in space technology // 48th International Astronautical Congress, 1997. Paper IAA–97–IAA.12.1.07, Turin, Italy, 12 P.
Briskman V.A., Kostarev K.G. Polymer under microravity conditions: Resalts and perspectives // American Chemistry Society. Polymer Preprints. – 2000. – Vol. 41(1). – P. 1054–1055.
Briskman V.A., Kostarev K.G. Gel Formation under Microgravity Conditions // in: Polymer Research in Microravity: Polymerization and Processing./Ed.: J.Pojman&J.Downey. ACS Symposium series, № 793, 2001, American Chemistry Society, Washington, DC, P.97–110.
Брискман В.А., Костарев К.Г., Любимова Т.П., Левтов В.Л., Романов В.В. Полимеризация в условиях микрогравитации: результаты и перспективы // Космические исследования. – 2001. – Т. 39. – № 4. – С. 361–369.
Briskman V.A., Kondyurin A.V., Kostarev K.G., Leontyev V.L., Levkovich M., Mashinsky A.L., Nechitailo G.S., Yudina T.M. Polymerization in microgravity as a new process in space technology // Acta Astronautica. – 2001. – Vol. 48. – № 2–3. – P. 169–180.
Иванов В.В., Смирнов Б.З. Кинетика радикальной фотополимеризации в оптически плотных слоях в отсутствие массопереноса // Высокомолекулярные соединения, Краткие сообщения. – 1991. – Т. 33. – № 11. – С. 807–810.
Костарев К.Г, Свистков А.Л., Шмыров А.В. Формирование неоднородностей полиакриламидного геля при фронтальной полимеризации // Высокомолекулярные соединения. Серия A. – 2008. – Т. 50. – № 6. – С. 1074–1080.
Костарев К.Г., Юдина Т.М., Лысенко С.Н. Визуализация фронтальной полимеризации полиакриламидных гелей // Высокомолекулярные соединения, Серия Б. – 1998. – Т. 40. – № 11. – С. 1896–1901.
Belk M., Kostarev K., Volpert V., Yudina T. Frontal Photopolymerization with Convection // J.Phys. Chem. B. – 2003. – Vol. 107. – P. 10292–10298.
Kondyurin A., Lauke B., Kondyurina I., Orba E. Creation of biological module for self–regulating ecological system by the way of polymerization of composite materials in free space // Advances in Space Research. – 2004. – Vol. 34. – №. 7 (SPEC. ISS.) – P. 1585–1591. – DOI 10.1016/j.
asr.2004.01.019.
Ghidini T., Grasso M., Gumpinger J., Makaya A., Colosimo B.M. Additive manufacturing in the new space economy: Current achievements and future perspectives // Progress in Aerospace Sciences. – 2023. – Vol. 142. – P. 100959 – DOI 10.1016/j.paerosci.2023.100959.
Kondyurin A., Mesyats G., Klyachkin Yu. Creation of high size space station by polymerization of composite materials in free space // Plasticheskie Massy. Vol. 8. P. 25.
Kondyurin A., Kostarev K., Bagara M. Polymerization processes of epoxy plastic in simulated free space conditions // Acta Astronautica. – 2001. – Vol. 48. – № 2–3. – P.109–113.
Kondyurin A. Design and Fabrication of Large Polymer Constructions in Space. Elsevier, 2023. 618 p (ISBN: 978–0–12–816803–5)
Kondyurin A.V., Komar L.A., Svistkov A.L. Modelling of curing of composite materials for the inflatable structure of a lunar space base // J. Compos. Mech. Design. – 2009. – Vol. 15 (4). – P.512–526.
