Исследование взаимодействия эластомеров с углеродными наполнителями различной дисперсности и структуры

Исследование взаимодействия эластомеров с углеродными наполнителями различной дисперсности и структуры

Автор: Киселева, Евгения Алексеевна

Количество страниц: 143 с. ил.

Артикул: 5370422

Автор: Киселева, Евгения Алексеевна

Шифр специальности: 05.17.06

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2011

Место защиты: Москва

Стоимость: 250 руб.

Исследование взаимодействия эластомеров с углеродными наполнителями различной дисперсности и структуры  Исследование взаимодействия эластомеров с углеродными наполнителями различной дисперсности и структуры 

1 Глава Литературный обзор
1.1 Углеродкаучуковый гель в резиновых смесях и причины,
обуславливающие его.
1.1.1 Определение углсродкаучукового геля
1.1.2 Свойства адсорбционного слоя макромолекул
1.2 Свойства материалов на основе эластомеров, связанные с углерод
каучуковым гелем резиновых смесей
1.3 Методы исследования структуры и молекулярного состава углерод
каучукового геля резиновых смесей
1.3.1 Свойства граничных слоев в углеродкаучуковом геле.
1.3.2 Молекулярная подвижность полимеров в граничных слоях.
1.3.3 Изучение процессов адсорбции полимеров из разбавленных
растворов
1.3.4 Моделирование граничного слоя углеродкаучукового геля.
1.3.5 Влияние природы поверхности наполнителей на свойства углерод
каучукового геля резиновых смесей адгезию полимеров
1.4 Свойства углеродных дисперсных наполнителей, ответственные за молекулярный состав углеродкаучукового геля резиновых смесей
1.5 Морфологические параметры агрегатов технического углерода и их
роль в углеродкаучуковом геле резиновых смесей
1.6 Способы регулирования молекулярного состава углеродкаучукового
геля резиновых смесей ,
2 Экспериментальная часть
2.1 Объекты исследования и методики их получения.
2.1.1 Резиновые смеси и их вулканизаты
2.1.2 Приготовление модельных дисперсий наноструктурированного
дисперсного углерода в толуольном растворе каучука СКИ3 .
2.1.3 Характеристика образцов технического углерода
2.1.4 Характеристика каучуков
2.2 Методы исследования
2.2.1 Метод определения общей и внешней 8Т8Аудельной
площади поверхности технического углерода по .
2.2.2 Метод определения абсорбции дибутилфталата по ГОСТ 9.5
2.2.3 Методика определения среднего ситового диаметра первичных
агрегатов технического углерода микрофильтрацией.
2.2.4 Методика определения показателя водной суспензии
технического углерода
2.2.5 Определение кислотных протоногенных групп СООН и
фенольных ОН на поверхности технического углерода
2.2.6 Методика определения содержания хинонных групп на поверхности технического углерода.
2.2.7 Методика определения фазового состава углерода в частице дисперсного углерода по Рамановской спектроскопии.
2.2.8 Методика определения углеродкаучукового геля в резиновой смеси
2.2.9 Определение равновесной адсорбции каучука техническим углеродом.
2.2. Определение молекулярной массы каучука вискозиметрическим методом
2.2. Методика расчета диаметров частиц на АСМ изображениях вулканизатов, резиновых смесей и пленок, наполненных техническим углеродом.
2.2. Методика расчета диаметров частиц технического углерода на ПЭМизображениях
2.2. Методика определения поверхностной энергии резин.
2.3 Результаты и их обсуждение
2.3.1 Влияние технологических факторов процесса смешения резиновой смеси на гелеобразоваиие
2.3.2 Влияние наполнителя на динамику созревания углеродкаучукового геля при изготовлении резин.
2.4 Влияние морфологии первичных арегатов технического углерода на свойства связанного каучука в резиновых смесях
2.5 Роль функционального состава технического углерода в формировании свойств межфазных слоев с эластомерами
2.5.1 Роль фильности поверхности наполнителя в гелеобразовании каучуков при изготовлении резин
2.5.2 Влияние функциональных групп на поверхности технического углерода на адсорбцию каучука
2.5.3 Влияние гидрофильности технического углерода на поверхностную энергию содержащих его резин
2.6 Влияние размеров пор на поверхности углеродного наполнителя на селективную адсорбцию эластомеров
Выводы.
Библиографический список.
Принятые сокращения
4 УКГ Углсродкаучуковый гель
4 ММР молекулярномассовое распределение макромолекул эластомера
Р фактор формы первичных агрегатов сажи
VI объм первичных агрегатов сажи
И и Иг истираемость вулканизатов с эталонной сажей 1 сажей и испытуемой
Г удельная адсорбция каучука сажей испытуемой Г2 и эталонной Г, гм и средний оптический диаметр и средний ситовой диаметры единичных агрегатов сажи испытуемой и эталонной
к степень диспергирования испытуемой к2 и эдлонной к саж в дисперсии
X параметр термодинамического взаимодействия полимера и растворителя МУУР метод малоуглового рассеяния рентгеновских лучей и нейтронов , , образцы технического углерода марки 1, окисленные О перекисью водорода концентрацией , и соответственно.
X абсорбция дибутилфталата в смг
КГ карбоксильные функциональные группы
КГ карбоксильные функциональные группы КГ карбоксильные функциональные группы
ФГ фенольные функциональные группы
С ХГ содержание хинонов
До доля аморфной фазы в частице дисперсного углерода
До доля кристаллической фазы в частице дисперсного углерода
Сукг содержание углеродкаучукового геля во взятой навеске резиновой смеси, масс.
С1 содержание связанного каучука в углеродкаучуковом геле, масс.
Сг содержание несвязанного каучука, масс.
С, точная концентрация раствора каучука, гг
а величина адсорбции каучука техническим углеродом, гг средний диаметр частиц в диапазоне, нм
V доля частиц в диапазоне с
Жел среднеарифметический диаметр частиц, в нм
0 краевой угол смачивания, градус
с 5, а з дисперсионная и водородная составляющие поверхностного натяжения резины
а I, аЬь а дисперсионная, водородная составляющие натяжения и полное поверхностное натяжение контактных жидкостей.
Дд коэффициент диффузии в полимерной системе
Ь глубина диффузии каучука в наполнитель, нм
А дБФ объм абсорбируемого дибутилфталата, см3г
Иц доля пустот в первичном агрегате технического углерода
Бр доля пустот в первичном агрегате технического углерода
Еакт эффективная энергия активации
Р свободная поверхностная энергию единичного углеродного слоя
Г, относительная гидрофильность кислородсодержащих групп
Уз полная свободная энергия резины
ЧТУ полная свободная энергия технического углерода
2х эффективная ширина пор на углеродной поверхности,нм
Введение


Молекулярная подвижность граничного слоя определяется соотношением энергии когезии и энергии адгезии. Если взаимодействие полимера с поверхностью сильнее, чем между макромолекулами, то оно приводит к резкому ограничению числа возможных конформаций и уменьшению молекулярной подвижности. В свою очередь ММР макромолекул в адсорбционном слое определяется рельефом поверхности наполнителя и его свободной поверхностной энергией. Несмотря на сложную зависимость УКГ от многих факторов на практике этот показатель часто используют для первичной оценки усиливающей способности наполнителя в резиновой смеси. Чем большее значение содержания УКГ в резиновой смеси, тем ожидают большие значения прочностных показателей вулканизатов. Наиболее информативным методом изучения УКГ является адсорбционный метод. Объектами внимания в ряде экспериментальных исследований являются структура адсорбционных слоев, включающая толщину, профиль концентрации и подвижности адсорбата, средние длины морфологических элементов конфигураций цепей, ряда, петель, хвостов в области адсорбированных слоев , рассматриваются особенности адсорбционного поведения полимера, а именно параметры взаимодействия между полимером и растворителем, длина цепи, энергия адсорбции , и десорбции макромолекул с твердой поверхности , . Новые знания об адсорбции полимеров на твердых телах могут быть получены методами е моделирования. Так, моделирование адсорбции макромолекул на кубической рештке методом МонтеКарло показало, что по мере удаления от поверхности адсорбента концентрация полимера снижается как г го, а при достижении концентрации полимера в растворе выше критической концентрации перекрывания клубков, наблюдается адсорбция агрегатов макромолекул . То же происходит и в адсорбционных слоях . Предложена математическая модель адсорбции полимера на гладкой поверхности , которая позволяет прогнозировать предельное количество адсорбированного полимера, позволяет оценить константы адсорбционного равновесия, константы скоростей адсорбции и десорбции в зависимости от молекулярной массы полимера и термодинамического, качества растворителя. Особый интерес развивается в области адсорбции сополимеров , , На примере адсорбции сополимеров показано, что, изменяя порядок чередования звеньев в цепях,. Динамика адсорбции полимеров из. Оказалось, что короткоцепочечные полимеры адсорбируются быстрее, чем длииноцепочечные. Адсорбция длинноцепочечных макромолекул особенно из хороших растворителей предпочтительна поэтому они вытесняют короткоцепочечные из адсорбционных слоев . При адсорбции полимеров в концентрированных дисперсиях величина адсорбции зависит и от объмной доли частиц в дисперсии . При адсорбции полимеров происходят изменения межмолекулярных сил в адсорбатах и адсорбтивах , что связывают с их конформационными изменениями, наблюдаемыми с помощью сканирующего микроскопа и фогоакустического анализа 6, . Важное наблюдение сделано авторами ,. Оказалось, что конформации макромолекул вблизи поверхности более многообразны, чем в растворе и зависят от качества растворителя. Толщина слоя адсорбированных макромолекул, измеренная1 с помощью эллипсометрии, составляет от до 3 нм . Если взаимодействие полимера с растворителем слабое, то на поверхности происходит развртывание клубков. При этом толщины слоев составляют 0,5 1,2 нм. При адсорбции полимерных глобул толщина слов достигает 3 нм . Технический углерод может участвовать в полярных межмолекулярных взаимодействиях с полимерами что . Оценена энергия взаимодействия между ОНгруппами сорбента аэросила и функциональными группами полимеров акрилатов . Энергия взаимодействия полимера с адсорбентом и величина адсорбции зависит от гибкости полимерной цепи. Полярность полимера и его сродство с поверхностью адсорбента оказывают значительное влияние на величину адсорбции . Известно, чем более полярна жидкая фаза, тем больше толщина граничных слоев, образованных на твердой полярной поверхности и на плоских поверхностях, например, на стекле, толщина граничных слоев нитробензола может составлять до нм, а полимеров мкм .

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.202, запросов: 242