Структурно-механические особенности деформационного поведения композиционных материалов на основе полиолефинов и минеральных частиц

• Автор: Пономарева, Наталия Рудольфовна
• Шифр специальности: 02.00.01, 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 153 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ стр.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Влияние концентрации наполнителя на механические

свойства дисперснонаполнененых композитов

1.1.1 Верхний предел текучести композитов

1.1.2 Нижний предел текучести композитов

1.1.3 Предел прочности композитов

1.2. Феноменологические подходы к описанию деформационного поведения дисперснонаполненных полимерных компози тов

1.3. Влияние размера частиц на структуру и свойства

полимеров
1.4. Влияние формы частиц наполнителя на механические
свойства композитов
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Объекты исследования
2.2. Методы приготовления композиций
2.3. Методы исследования
2.3.1 Дисперсионный анализ
2.3.2 Механические испытания
2.3.3 Реологические испытания
2.3.4 Микроскопия
2.3.5 Испытания образцов с надрезом
2.3.6 Определение расстояние между порами ГЛАВА 3. УСЛОВИЯ ПЛАСТИЧНОХРУПКОГО ПЕРЕХОДА В
ДИСПЕРСНОНАПОЛНЕННЫХ КОМПОЗИТАХ НА
ОСНОВЕ ПЭ
3.1. Свойства композитов на основе ПЭНП и полых
стеклосфер
3.2. Свойства композитов на основе ПЭВП и полых
стеклосфер
Выводы к главе
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ РАЗМЕРА ЧАСТИЦ НАПОЛНИТЕЛЯ
НА ХАРАКТЕР РАСТЯЖЕНИЯ И СВОЙСТВА
КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ ТЕРМАПЛАСТИЧНЫХ ПОЛИМЕРОВ
4.1. Влияние размера частиц силикагеля на свойства композитов на основе СЭВ А
4.2. Свойства композитов на основе ПЭНП и кварцевых сфер разного диаметра
4.3. Свойства композитов на основе ПЭВП и кварцевых 5 сфер разной дисперсности
Выводы к главе
ГЛАВА 5. ВЛИЯНИЕ ФОРМЫ ЧАСТИЦ НАПОЛНИТЕЛЯ
НА ХАРАКТЕР РАЗРУШЕНИЯ КОМПОЗИТОВ
5.1. Композиты на основе полиэтилена и частиц 4 сферической и игольчатой формы
5.2. Композиты на основе ПП и наполнителя с различной
формой частиц
Выводы к главе
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Основные результаты работы были доложены и обсуждены на XII Международной научно технической конференции Наукоемкие химические технологии Волгоград, на IV Всероссийской научной конференции Физикохимия процессов переработки полимеров Иваново, на XVI Международной молодежной конференции Ломоносов Москва, на Пятой СанктПетербургской конференций молодых ученых с международным участием Современные проблемы науки о полимерах СанктПетербург, г. Структура и объем работы. Диссертация состоит из 5 глав, выводов и списка литературы. Работа изложена на 3 страницах, содержит 9 таблиц и рисунков. Список литературы включает в себя 2 публикаций. Публикации. Основные результаты проведенных исследований представлены в 9 публикациях, в том числе в 5и статьях в научных журналах, входящих в перечень ВАК, и в 4х тезисах докладов. Интерес к композитам связан с возможностью получения материалов с требуемым комплексом характеристик. Введение наполнителя позволяет не только направленно изменять механические свойства полимерных композитов прочность при разрыве, модуль упругости, ударная вязкость и т. В настоящее время все большее значение приобретают гакие достоинства полимерных композитов, как многофункциональность, малая плотность, технологичность и высокая производительность процессов переработки 3, 9. Применение наполнителей дает возможность на одной и той же полимерной матрице получить ряд материалов с различными свойствами. При выборе наполнителя учитывают химическую природу, форму и размер частиц, сродство с полимером и другие факторы . Изза своей доступности и относительной дешевизны наибольшее распространение в качестве наполнителей, получили мел, известковая мука, мраморная мука, тальк в меньшей степени применяют стеклянные микросферы, кварцевые микросферы, волластонит, силикагель, полевой шпат, нефелиновый сиенит, новокулин, песок, аэросил и т. Рассмотрим более подробно минеральные наполнители, используемые в нас тоящей работе. Благодаря пластинчатой форме частиц, тальк обычно оказывает усиливающий эффект при наполнении полимеров и относится к активным усиливающим наполнителям 3, 4. Например, введение талька в ПП приводит к повышению жесткости, сопротивлению ползучести при повышенных температурах, возрастанию модуля упругости при изгибе, улучшает текучесть МП, его формуемость, снижает усадки при формовании и повышает качество поверхности отформованных деталей . Стеклянные сферы Са0Ю2 это мелкодисперсные порошки, состоящие из стеклянных частиц сферической формы с низкой насыпной плотностью. Введение стеклосфер в полимеры уменьшает усадку, обеспечивает морозостойкость, трещиностойкость, низкую теплопроводность, высокую диэлектрическую проницаемость композиционных материалов . Особенностью стеклянных сферических частиц является их изотропность, поэтому они часто используются при изучении и анализе концентрационных зависимостей физикомеханических свойств композитов , . Силикагель БЮг порошок, образованный мельчайшими частицами неправильной формы. Силикагель вводят в полимер для повышения жесткости, термостойкости, прочности, теплопроводности 3, . Волластонит это минерал с игольчатой формой кристаллов общего состава СаЗЮз. Наполнение полимеров волластонитом придает деталям высокие механические характеристики, стабильность размеров, твердость и стойкость к царапанию, повышает теплостойкость и износостойкость полимеров . Модель регулярно уложенных частиц или минимального эффективного сечения была предложена Смитом и Нильсеном 6, 1. Предполагается, что частицы наполнителя сферической или кубической формы расположены в узлах регулярной кубической решетки. Рассматриваются два крайних случая в ходе растяжения материала частицы не отслаиваются идеальная адгезия или отслаиваются нулевая адгезия от матричного полимера. В модели случайно распределенных частиц наполнитель распределен по объему полимера хаотично , . При описании свойств композитов используют представительный объем область минимального размера, увеличение которой при анализе напряженнодеформированного состояния не приводит к скольконибудь заметному изменению эффективных характеристик материала . Согласно , в качестве такого объема принимается область, в которой содержится 6 включений. В работе отмечается, что в качестве представительного объема для композиции, содержащей частицы фракции 0 мкм, желательно принимать прямоугольную область с размером 0x0 мкм с пятью частицами наполнителя.