Разработка наноструктурированных составов для повышения огнестойких свойств полимерных материалов

• Автор: Серцова, Александра Анатольевна
• Шифр специальности: 02.00.04, 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 144 с. : ил.

Содержание
Список сокращений
Введение
1. Литературный обзор
1.1. Процессы горения и деструкции полимерных материалов
1.1.1. Связь между процессами горения и деструкции полимерных материалов
1.1.2. Деструкция полимерных материалов
1.1.3. Особенности процесса горения и деструкции поливинилхлорида
1.2. Физико-химические принципы повышения огнестойкости полимерных материалов
1.3. Инертные замедлители горения
1.3.1. Замедлители горения, действующие в газовой фазе
1.3.2. Замедлители горения, действующие в конденсированной фазе
1.3.2.1. Фосфорсодержащие соединения
1.3.2.2. Соединения металлов
1.3.2.3. Наночастицы соединений металлов
1.4. Методы получения и свойства наночастиц соединений металлов
1.4.1. Получение и свойства наночастиц оксида цинка
1.4.2. Получение и свойства слоистых двойных гидроксидов
1.5. Получение полимерных нанокомпозитов
2. Методическая часть
2.1. Реактивы и материалы
2.2. Методика экспериментов
2.2.1. Методика получения наночастиц
2.2.1.1. Получение наночастиц оксида цинка
2.2.1.2. Получение наночастиц карбоната цинка
2.2.1.3. Получение наночастиц бората цинка
2.2.1.4. Получение слоистых двойных гидроксидов
2.2.1.5. Получение наночастиц гидроксида магния
2.2.1.6. Получение полимерных нанокомпозитов
2.3. Методы исследования свойств наночастиц и нанокомпозитов
3. Экспериментальная часть

3.1. Исследование свойств полученных наночастиц соединений магния и цинка
3.1.1. Исследование свойств наночастиц гидроксида магния
3.1.2. Исследование свойств и структуры слоистых двойных
гидроксидов
3.1.3. Модификация слоистых двойных гидроксидов поверхностноактивными веществами
3.1.4. Исследования свойств наночастиц оксида цинка
3.1.5. Исследования свойств наночастиц карбоната цинка
3.2. Получение нанокомпозитов на основе полимерных материалов
3.2.1. Композиты на основе поливинилхлорида
3.2.2. Композиты на основе полиэтилена
3.3. Исследование свойств полимерных композиционных наноматериалов
3.3.1. Исследование распределения наночастиц соединений металлов в
матрице полимера
3.3.2. Исследование влияния наночастиц на огнестойкие свойства полимерных композиционных наноматериалов
3.4. Исследование огнестойких свойств полимерных композиционных наноматериалов на основе поливинилхлорида
3.4.1. Влияние концентрации наночастиц соединений цинка на огнестойкие свойства композиций на основе пластифицированного поливинилхлорида
3.4.2. Влияние наночастиц соединений цинка на температуру и кинетические характеристики процесса деструкции полимерного нанокомпозита
3.4.3. Влияние наночастиц соединений цинка на выход и структуру коксового остатка и величину кислородного индекса
3.5. Исследование влияния размеров частиц на огнестойкие свойства полимерного композиционного наноматериала на основе поливинилхлорида
Выводы
Список литературы

Список сокращений
АСАМФ - аммонийная соль аминотрисметиленфосфоновой кислоты АСМ - атомно-силовая микроскопия ДОФ - диоктилфталат
ДСК -дифференциальная сканирующая калориметрия
КИ - кислородный индекс
КО - коксовый остаток
КЧ - коксовое число
НЧ - наночастицы
ПВС - поливиниловый спирт
ПВХ - поливинилхлорид
ПМ - полимерные материалы
ПЭНД - полиэтилен низкого давления
ПЭМ - просвечивающая электронная микроскопия
ПФА - полифосфат аммония
РСМА - рентгеноспектральный микроанализ
РФА - рентгенофазовый анализ
СДГ - слоистые двойные гидроксиды
СЭМ - сканирующая электронная микроскопия
ТГА - термогравиметрический анализ

применение продукты на основе полимерных материалов с включенными в них различными наноразмерными частицами (полимерные нанокомпозиты).
Для достижения требуемых свойств в используемые полимерные материалы вводят наноразмерные добавки пигментов, катализаторов, антиоксидантов, наполнителей и др. веществ. По своей структуре это могут быть нанотрубки, нанопорошки, нанокластеры, тонкие пленки, слоистые и волокнистые материалы различных классов соединений. В качестве полимерных компонентов нанокомпозитов возможно использование широкого спектра материалов: эпоксидных смол, полиуретанов, полиамидов,
поликарбонатов, полиаминов, полиимидов, полистирола и др.
Полимерный нанокомпозит может быть получен посредством следующих методов: в растворе, в расплаве, в процессе синтеза полимера, при помощи золь-гель процесса, в результате соосаждения паров металла и активного мономера и некоторых других.
Метод получения в растворе целесообразен при производстве полимеров, не требующих никаких дополнительных условий для проведения реакции и образующихся при смешении двух основных компонентов, один из которых является отвердителем. Наполнитель обавляется в один из компонентов и затем равномерно распределяется по всему объёму полимерной матрицы в ходе перемешивания основных компонентов.
Метод получения полимерных нанокомпозитов в расплаве состоит в смешении готового расплавленного полимера с нанодобавкой. Вероятной движущей силой этого процесса является вклад энтальпии взаимодействия “полимер - нанонаполнитель” при смешении.
Получение полимерного нанокомпозита в процессе синтеза самого полимера заключается в интеркалировании мономера в структуры нановолокон. Мономер мигрирует сквозь ансамбли слоёв, и полимеризация происходит внутри слоёв. Реакция полимеризации может быть инициирована нагреванием, излучением или соответствующим инициатором.