Механодиффузионные явления в полимерных сетках

• Автор: Денисюк, Евгений Яковлевич
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 382 с. : ил.

1. ДИФФУЗИЯ В УПРУГИХ ТЕЛАХ И ПОЛИМЕРНЫХ СИСТЕМАХ. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Линейные теории механодиффузионных процессов
1.2. Теория смесей и нелинейные модели переноса
1.3. Диффузионные явления в полимерах
1.4. Эластомеры и полимерные гели
1.5. Теоретические модели процессов деформирования и набухания полимерных сеток
1.6. Цель работы и постановка задачи
2. НЕЛИНЕЙНАЯ ТЕОРИЯ МЕХАНОДИФФУЗИИ
В УПРУГО-ДЕФОРМИРУЕМЫХ СРЕДАХ
2.1. Кинематика упругой смеси
2.2. Динамика и термодинамика упругой смеси
2.3. Уравнения и определяющие соотношения нелинейной
теории механодиффузии многокомпонентной смеси
2.4. Инвариантное представление определяющих соотношений
2.5. Несжимаемая смесь
2.6. О постановке краевых задач нелинейной теории многокомпонентной механодиффузии
2.7. Двухкомпонентная смесь
2.8. Двухкомпонентная несжимаемая смесь
2.9. Выводы к главе
3. МЕХАНИКА И ТЕРМОДИНАМИКА ПОЛИМЕРНЫХ СЕТОК
3.1. Статические задачи для упругого материала, содержащего
растворитель или взаимодействующего со средой растворителя

3.2. Вариационная постановка статических задач для упругого материала, содержащего растворитель или взаимодействующего со средой растворителя
3.3. Упругие и термодинамические свойства полимерных сеток
3.4. Термодинамика деформирования и набухания полимерных сеток в жидких средах
3.5. Упругие свойства реальных полимерных сеток
3.6. Неоднородные равновесные состояния полимерных сеток
3.7. Выводы к главе
4. СТАЦИОНАРНЫЕ МЕХАНОДИФФУЗИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ В ПОЛИМЕРНЫХ СЕТКАХ
4.1. Основные уравнения стационарной механодиффузии
4.2. Стационарная диффузия через плоский слой
4.3. Влияние условий нагружения на производительность мембраны
4.4. Стационарная диффузия через сферический слой
4.5. Стационарная диффузия через цилиндрический слой
4.6. Выводы к главе
5. ПРОЦЕССЫ СВОБОДНОГО НАБУХАНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ СЕТОК
5.1. Нелинейная теория процессов свободного набухания полимерных сеток
5.2. Постановка задачи о набухании плоского слоя
5.3. Автомодельные режимы свободного набухания полимерных сеток и механизм аномалий кинетики сорбции
5.4. Влияние свойств растворителя на диффузионную кинетику набухания полимерных сеток
5.5. Экспериментальное исследование транспортных свойств полимерных сеток

5.6. Набухание сферических тел
5.7. Выводы к главе
6. МЕХАНОДИФФУЗИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ В ПОЛИМЕРНЫХ СЕТКАХ В УСЛОВИЯХ ВНЕШНЕГО МЕХАНИЧЕСКОГО НАГРУЖЕНИЯ
6.1. Представление уравнений и определяющих соотношений в базисе искаженной отсчетной конфигурации
6.2. Влияние статического нагружения на кинетику набухания полимерных сеток
6.3. Набухание полимерных сеток в условиях переменного одноосного растяжения
6.4. Экспериментальное исследование кинетики набухания полимерных сеток в условиях одноосного растяжения
6.5. Неравновесное набухание цилиндрического сегмента при его разгибании в плоский слой
6.6. Выводы к главе
7. МЕХАНОДИФФУЗИОННЫЕ ЯВЛЕНИЯ В ПОЛИМЕРНЫХ СЕТКАХ, СОПРОВОЖДАЮЩИЕСЯ МАЛЫМИ
ДЕФОРМАЦИЯМИ МАТЕРИАЛА
7.1. Уравнения и определяющие соотношения линейной теории механодиффузии
7.2. Равновесная термодинамика деформирования и набухания полимерных сеток при малых деформациях
7.3. Свободное набухание плоского слоя
7.4. Свободное набухание сферических тел
7.5. Свободное набухание цилиндрических тел
7.6. Методы определения упругих и транспортных свойств полимерных сеток по кинетике набухания

сеток гораздо шире проблемы построения некоторой частной теоретической модели, удовлетворительно описывающей поведение экспериментальных кинетических кривых набухания образцов определенной формы. Действительно, процесс набухания - это неравновесный процесс, который включает в себя два взаимосвязанных процесса - диффузию растворителя и деформирование полимерной матрицы. При неравновесном набухании полимерной сетки в ней возникают значительные градиенты концентрации растворителя. Они порождают большие деформации и сложно-напряженное состояние материала, которое также зависит от геометрии образца и условий его механического нагружения. Из общих соображений ясно, что напряженно-деформированное состояние может оказывать существенное влияние на транспортные свойства материала и термодинамику его взаимодействия с растворителем. В итоге процессы набухания полимерных сеток имеют, как правило, нелинейный характер и для их описания требуются теоретические модели, основанные на точных соотношениях нелинейной механики упруго-деформируемого континуума. Поэтому последовательная теория процессов набухания должна базироваться на теории массоперено-са в нелинейных упруго-деформируемых материалах, и в качестве частных случаев она обязана включать в себя равновесную термодинамику и механику деформирования полимерных сеток. Такая теория должна описывать достаточно широкий круг как неравновесных, так и равновесных явлений и процессов деформирования полимерных сеток в условиях поглощения растворителя. В частности, она должна давать ответы на следующие вопросы:
- как описать термодинамически равновесное состояние полимерного геля или эластомера, находящегося в контакте с растворителем и подвергнутого сложному механическому нагружению?
- какова упругая реакция деформированной полимерной сетки, находящейся в равновесии с растворителем?
- как протекает процесс набухания деформированного материала и как