Формирование структуры и технологии переработки резиноволокнистых композитов

• Автор: Несиоловская, Татьяна Николаевна
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Ярославль
• Количество страниц: 465 с. : ил.

ЯРОСЛАВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
НЕСИОЛОВСКАЯ Татьяна Николаевна
ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕРАБОТКИ РЕЗИНОВОЛОКНИСТЫХ КОМПОЗИТОВ
05.17.06 - Технология и переработка пластических масс, эластомеров и композитов
На правах рукописи
Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук
Ярославль

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Современные представления о структурной меха-
нике и разрушении полимерных композитов, армированных волокнами
1.2. Формирование структуры систем эластомер-диск-
ретное волокно в процессе создания композиционных материалов
1.3. Взаимосвязь структуры и свойств эластомеров,
армированных дискретными волокнами
1.4. Роль межфазного взаимодействия в формировании
структуры и свойств волокнонаполненных эластомеров
1.5. Основные тенденции в области использования и
получения волокнистых наполнителей
1.6. Выводы из обзора литературы и постановка задачи исследования
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Объекты исследования
2.2. Методы исследования
2.2.1. Исследование процессов деформации и разрушения
резиноволокнистых композитов
2.2.1.1. Экспериментальная установка и методика иссле-
дования кинетики разрушения резиноволокнистых композитов
2.2.1.2. Изучение релаксации напряжения в резиноволок-
нистых композитах при многократных деформациях
2.2.2. Методы оценки взаимодействия в системе короткое волокно - резиновая матрица
2.2.3. Приборы и методы определения дисперсности и
физико-химических свойств волокнистых наполнителей
2.2.4. Исследование процесса диспергирующего смешения
эластомеров с волокнами

2.2.4.1. Исследование геометрических характеристик волокна после диспергирования
2.2.4.2. Исследование однородности распределения волокна
2.2.4.3. Исследование реологических свойств эластомеров, наполненных короткими волокнами
2.2.4.4. Исследование кинетики процесса смешения резиноволокнистых композитов
2.2.5. Приборы и методики исследования процессов получения волокнистых наполнителей из текстильсодержащих материалов
2.2.5.1. Приборы и методики исследования разрушения текстильсодержащих материалов в условиях сосредоточенного резания
2.2.5.2. Исследование измельчения текстильных и резинотекстильных материалов методом скоростного резания
2.2.5.3. Установка и методика исследования процесса получения бикомпонентного наполнителя в условиях сжатия со сдвигом
2.2.6. Методы исследования свойств резиновых смесей и физико-механических показателей резин
ГЛАВА 3. СТРУКТУРНАЯ МОРФОЛОГИЯ И МЕХАНИКА ЭЛАСТОМЕРНЫХ КОМПОЗИТОВ С ДИСКРЕТНЫМИ ВОЛОКНАМИ
3.1. Влияние параметров дискретных волокон на морфологию эластомерных композитов
3.2. Влияние параметров дискретных волокон на структурную механику эластомерных композитов
3.2.1. Моделирование напряженного состояния эластомерных композитов с однонаправленными дискретными волокнами
3.2.2. Теоретическая и экспериментальная оценка усиления эластомеров хаотически расположенными дискретными волокнами
3.2.3. Идентификация эластомерных композитов с гибкими дискретными волокнами

процессы смешения и диспергирования компонентов. При этом, если процессы смешения практически во всех случаях рассматриваются как целенаправленные и принимаются меры для их интенсификации, то отношение к процессам диспергирования определяется характеристическим отношением размеров наполнителей: диспергирование технологи-
чески необходимо для агломератов частиц сферической формы и нежелательно для волокнистых наполнителей /167, с. 93/.
Исследователи отмечают, что в процессе изготовления резиноволокнистых композитов на перерабатывающем оборудовании (резиносме-сителе, вальцах, экструдере) наряду с выравниванием концентрации диспергируемой фазы происходит разрушение волокон /130-136/, то есть фактическая длина волокна в композите отличается от начальной его длины. При этом имеет место как изменение средней длины волокна, так и характера распределения длины /167, с. 117/.
Степень диспергирования волокна растет с увеличением его содержания, что объясняют возрастающей вязкостью и жесткостью системы /136/ и считают, что чем больше вязкость матричного каучука, тем выше степень разрушения волокна. Однако, в работах Е.А. Дзюры /127; 135/ показано, что введение дискретных волокон в полиизопре-новый каучук приводит к получению композитов, обладающих меньшей вязкостью, чем полимерная матрица. Это явление связывают с интенсификацией поверхностью высокомодульных волокон процесса механодеструкции каучука при переработке композита на смесительном оборудовании, что приводит к снижению его молекулярного веса и, как следствие, к уменьшению вязкости системы. Таким образом, степень диспергирования волокна должна зависеть не от исходной вязкости композитов, определенной стандартными методами, а от той эффективной вязкости, которую они имеют при данных условиях смешения.
Тип волокна в значительной мере определяет степень его дис-