Структура и физико-механические свойства нанокомпозитов на основе неполярного полимера и слоевого силиката

• Автор: Гусева, Мария Александровна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Место защиты: Б.м.
• Количество страниц: 170 с. : ил.

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Структура и свойства монтмориллонита

1.2. Полиэтилен. Механические характеристики, структура и ее трансформация при нагружении

1.3. Типы полимер-силикатных нанокомпозитов

1.4. Методы получения полимер-силикатных нанокомпозитов

1.5. Термодинамический анализ системы слоистый силикат-модификатор-полимер

1.6. Физико-химические свойства полимер-силикатных

нанокомпозитов

1.7. Получение и физико-химические свойства нанокомпозитов на основе полиэтилена

1.8. Теоретические зависимости, описывающие физико-механические свойства наполненных частично кристаллических полимеров

1.9. Цель и задачи работы

Глава 2. Методическая часть
2.1. Характеристики объектов исследования
2.2. Методики приготовления образцов:
2.2.1. Модификация монтмориллонита
2.2.2. Получение композитов путем смешения в расплаве
2.2.3. Получение композитов полимеризационным наполнением
2.2.4. Приготовление пленок-образцов для испытаний
2.3. Методы исследования:
2.3.1. Рентгеноструктурный анализ
2.3.2. Дифференциальная сканирующая калориметрия
2.3.3. Механические испытания
■Ц 2.3.4. Микроскопические исследования
2.3.5. Спектроскопия комбинационного рассеяния
Глава 3. Экспериментальная часть и обсуждение результатов
3.1 Выбор оптимальных условий приготовления нанокомпозитов:
3.1.1. Смешение в расплаве
3.1.2. Полимеризационное наполнение
3.2. Варьирование типа полиэтиленовой матрицы в нанокомпозитах
3.3. Структура нанокомпозитов
3.3.1. Структура наполнителя и изменения, возникающие при деформации:
3.3.1.1. Смешение в расплаве
3.3.1.2. Полимеризационное наполнение
3.3.2. Структура матрицы и изменения, возникающие при деформации:
3.3.2.1. Смешение в расплаве
3.3.2.2. Полимеризационное наполнение
3.4. Механические свойства композитов. Анализ экспериментальных результатов на основе структурно-механических моделей:
3.4.1. Смешение в расплаве
3.4.2. Полимеризационное наполнение
Выводы
Список литературы
Приложение

Гибридизация различных материалов с целью получения образцов с новыми свойствами всегда представляла большой интерес для исследователей, поскольку исходные материалы часто не обладают качествами, необходимыми для того или иного практического приложения. В настоящее время композиционные материалы широко используются на практике. Композиционный материал - это система из двух или нескольких фаз, отличающихся химическим составом и структурой [1-3]. Размер однородных областей в обычных композиционных материалах составляет от нескольких микрометров до нескольких миллиметров.
Нанокомпозиты представляют новое направление в области наполненных систем. К нанокомпозитам относят композиционные материалы, в которых по крайней мере один из размеров частиц наполнителя (длина, ширина или высота) не превышает 100 нм [4, 5]. Благодаря высокой дисперсности наполнителя, такие системы могут обладать необычными свойствами, которые не удаётся получить в обычных композитах. В настоящее время существует много разных видов нанокомпозитов, их компонентами могут быть различные металлы, полимеры, полупроводники и другие неорганические и органические вещества [4-6].
фаз сохраняется и часть приложенной нагрузки в композите передается частицам наполнителя. Было показано, что зависимость предела текучести композита от концентрации включений (сгт)к(ф) является возрастающей функцией [99, 100]. В случае, если адгезия между полимером и наполнителем полностью отсутствует, при достижении предела текучести все частицы оказываются отслоенными от матрицы и зависимость (ат)к(ф) убывает в соответствии с «моделью минимального сечения». Для композитов с промежуточным значением адгезии зависимость (ат)к(ф) расположена между этими двумя функциями [100].
С. Л. Баженов предполагает, что при условии жесткого сцепления между наполнителем и полимером предел текучести композита равен пределу текучести чистого полимера, а при неидеальной адгезии значение предела текучести находится в промежутке между пределом текучести матрицы и значением, определяемым «моделью минимального сечения» [96, 97].
Известно всего одно теоретическое описание для нижнего предела текучести (напряжения распространения шейки), предложенное С. Л. Баженовым [97] и проверенное в [98]. Автор предполагает, что при условии жесткого сцепления между матрицей и наполнителем напряжение распространения шейки в композите остается равным нижнему пределу текучести чистого полимера. Если в композите к моменту достижения нижнего предела текучести образуются поры, то напряжение