DisCollection.ru

Авторефераты и темы диссертаций

Поступления 12.10.2009

Материалы

загрузка...

Структура и свойства нанокомпозитов на основе фенилона, содержащих дисперсный нанонаполнитель

Афашагова Зарема Хусеновна, 12.10.2009

 

Это соотношение справедливо при условии совершенной адгезии или bн=1. Очевидно, в случае наноадгезии соотношение (11) принимает вид:

На рис. 7 приведено сравнение зависимостей Ек((н), рассчитанных по уравнению (4) с использованием соотношений (11) и (12).

Рис. 7. Зависимости модуля упругости Ек

от объемного содержания нанонаполнителя (н для нанокомпозитов фенилон/ОКИ.

1 – расчет по уравнениям (4) и (11);

2 – по уравнениям (4) и (12);

3 – экспериментальные данные

Как можно видеть, применение второго из указанных соотношений, т.е. учет эффекта наноадгезии, дает более точное описание изменения Ек с (н.

В шестой главе дан теоретический анализ термических свойств нанокомпозитов по данным термогравиметрического анализа (ТГА) в рамках фрактальной модели и концепции странной (аномальной) диффузии. Для расчета температуры

5 %-й потери массы образца в испытаниях ТГА Т5% использована формула:

где (f – фрактальная размерность макромолекулярного клубка в расплаве,

с – константа, равная 0,128, Тс – температура стеклования, ( – показатель в уравнении странной диффузии.

значений температуры 5 %-й потери массы образца показано их хорошее соответствие (табл. 1).

Экспериментальные и расчетные характеристики

нанокомпозитов фенилон/(-сиалон

0 2,416 0,586 538 679 688 1,3 104,1 103,1 1,0

0,0016 2,415 0,586 541 678 691 1,9 105,2 103,0 2,1

0,0080 2,410 0,585 543 676 694 2,7 103,7 102,5 1,2

0,0400 2,386 0,581 539 674 693 2,8 96,9 100,5 3,7

0,0600 2,372 0,578 533 673 689 2,4 93,7 99,3 6,0

0,0800 2,358 0,576 518 683 675 1,2 96,6 98,0 1,4

Примечание: ( – расхождение между теоретическими

и экспериментальными данными

Уравнение (13) определяет три фактора, влияющих на термостойкость дисперсно-наполненных полимерных нанокомпозитов: химическое строение полимерной матрицы, характеризуемое величиной Тс, структуру полимерного расплава, характеризуемую размерностью (f, и тип (интенсивность) диффузии оксиданта, связанный со структурой и характеризуемый показателем (.

) описывается так:

, кДж/моль. (14)

показало их хорошее соответствие (табл. 1).

В седьмой главе исследованы трибологические характеристики нанокомпозитов. Основным результатом является их зависимость от параметра Rкр (аналога числа Рейнольдса), характеризующего устойчивость нанокомпозитов к сдвигу. В случае абразивного механизма фрикционного износа его интенсивность I зависит от Rкр следующим образом:

, кг/м. (15)

Основные результаты и выводы

Показано, что смешивание компонентов дисперсно-наполненных полимерных нанокомпозитов во вращающемся электромагнитном поле приводит к подавлению агрегации частиц нанонаполнителя.

Обнаружено, что формирование структуры дисперсно-наполненных нанокомпозитов на основе фенилона происходит в евклидовом пространстве, в силу чего фрактальная размерность структуры полимерной матрицы не зависит от содержания нанонаполнителя и равна соответствующей размерности для матричного полимера.

Доказано, что корректное количественное описание основных механических свойств исследуемых нанокомпозитов как в квазистатических, так и высокоскоростных испытаниях может быть выполнено в рамках фрактальных

Показана возможность прогнозирования степени усиления дисперсно-наполненных полимерных нанокомпозитов в рамках двух подходов: фрактального и эмпирического.

Обнаружено, что корректное описание микротвердости нанокомпозитов можно получить в рамках предложенной для гетерофазных материалов модели.

Выяснено, что в отличие от полимерных микрокомпозитов, где величина теплопроводности контролируется совокупными свойствами полимерной матрицы и каркаса частиц (волокон) наполнителя, для полимерных нанокомпозитов теплопроводность определяется свойствами только полимерной матрицы.

Показано существование эффекта наноадгезии в дисперсно-наполненных полимерных нанокомпозитах, который существенно влияет на их свойства, например, снижая коэффициент теплового расширения и увеличивая модуль упругости.

Продемонстрирована возможность теоретической оценки (и, следовательно, прогнозирования) характеристик процесса термоокислительной деструкции исследуемых нанокомпозитов в рамках предложенной фрактальной модели.

Обнаружено, что в случае дисперсно-наполненных полимерных нанокомпозитов фрикционный износ снижается по мере роста степени сдвигоустойчивости материала, которая существенно зависит от его микротвердости.

Основные результаты работы изложены в следующих публикациях