Прогнозирование плотности полимерных композитов

• Автор: Авдеев, Роман Иванович
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 139 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О СТРУКТУРЕ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИТОВ
1.1. Общая характеристика полимерных дисперсно-наполненных
композитов
1.2. Особенности строения граничных слоев
1.3. Плотность дисперсно-наполненных полимерных
композитов
Выводы по главе
ГЛАВА 2. ПРИМЕНЯЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Цель и задачи исследований
2.2. Характеристики исходные материалов и методы
исследований
2.3. Математические методы исследований
ГЛАВА 3. АНАЛИЗ СТРУКТУРЫ КОМПОЗИТОВ
3.1. Уточненное решение задач перколяции
3.2. Анализ каркасной структуры композитов
3.3. Оценка величины плотности упаковки в задачах на решетках
3.4. Анализ неоднородности плотности структуры дисперсно-наполненных композитов
Выводы по главе
ГЛАВА 4. ОЦЕНКА И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПЛОТНОСТИ ДИСПЕРСНО-НАПОЛНЕННЫХ КОМПОЗИТОВ
4.1 Уплотнение полимерной матрицы в композитах
4.2. Оценка плотности полимерной матрицы в массиве
4.3. Оценка плотности граничных слоев полимерной матрицы
4.4. А - Функция и ее анализ
4.5. Плотность малонаполненных и высоконаполненных композитов
Выводы по главе
ГЛАВА 5. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПЛОТНОСТИ ПОЛИМЕРНЫХ ДИСПЕРСНО-НАПОЛНЕННЫХ КОМПОЗИТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМПЬЮТЕРНЫХ МЕТОДОВ
5.1. Алгоритм расчета плотности композитов
5.2. Основные элементы программы для вычисления плотности композитов
Выводы по главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Полимерные дисперсно-наполненные композитные материалы (КМ) нашли широкое распространение в строительной индустрии и других отраслях промышленности. К настоящему времени накоплено большое количество опытных данных по изучению структуры и свойств КМ. Тем не менее, наблюдается недостаточная изученность универсальных закономерностей, с помощью которых можно производить оценку свойств вновь проектируемых композитов. Поэтому установление таких закономерностей является весьма актуальной задачей, решение которой открывает широкие перспективы в применении передовых компьютерных технологий, создающих необходимые условия для эффективного прогнозирования составов и требуемых свойств композитов на стадии их проектирования, что позволит значительно снизить затраты и повысить качество исследовательских работ.
Поиск подобных закономерностей связан с необходимым условием детального изучения органической взаимосвязи структуры и свойств КМ с позиции общефизического подхода, который предопределяет использование современных физических и математических моделей, концепций и теорий. Это обусловлено тем, что применяемые методы прогнозирования, к которым в первую очередь следует отнести методы математического планирования, практически не предназначены для проблем экстраполирования, хотя и дают необходимую точность прогнозирования в интерполяционных зонах, где изучаемые параметры устанавливаются опытным путем. Следовательно, такие методы (по сути относящиеся к классу эмпирических) обеспечивают прогнозирование лишь для конкретной изучаемой композитной системы и лишь в том интервале изменяемых аргументных параметров, который экспериментально изучен.
По существу они являются чисто математическими методами и в этом смысле безупречны. Однако, с позиции физической природы процессов и явлений они совершенно не информативны и не способны отражать

3. АНАЛИЗ СТРУКТУРЫ композитов
ЗЛ Уточненное решение задач перколяции
В настоящее время основные положения теории перколяции (протекания) непосредственно используются при описании структуры и свойств дисперсно-наполненных композитных материалов. Она эффективно используется при интерпретации таких явлений, как: течение
неньютоновских жидкостей; достижение критической концентрации мицеллообразования (ККМ); возникновение объемной гелевой связности при золь - гель переходе; “схватывание” при твердении неорганических вяжущих; внезапное повышение вязкости расплавов, растворов и смесей полимеров в процессе их полимеризации и поликонденсации; изменение свойств композитных материалов при их дисперсном наполнении и других [69-74].
Основное приложение теории протекания - критические явления в системах, состоящих из топологически неупорядоченных элементов. Такие явления обусловлены связностью большого числа элементов при условии, что связи между отдельными элементами носят случайный характер. Особенность данной теории заключается в том, что в ней отражена внутренняя взаимосвязь между физическими и геометрическими свойствами неупорядоченных систем.
В приложении к проблеме наполнения композитов наиболее специфичными являются две задачи теории протекания. Это - задача протекания по касающимся сферам и задача протекания по перекрывающимся сферам. Первая задача в теории протекания такая задача называется задачей узлов. Очевидно, что появление пути протекания обусловлено возникновением бесконечного кластера из касающихся сфер. В этой связи переход изолированных кластеров частиц наполнителя в композите к бесконечному кластеру в равной мере можно отнести и к