Количественное описание структуры гетерогенных полимерных систем с применением фрактального анализа

• Автор: Горшкова, Ольга Владимировна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 151 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1. Литературный обзор.

1.1. Описание полимерных материалов

1.2. Стандартные методы описания структуры

1.3. Фрактальная параметризация.

Глава 2. Методы исследования фазовой структуры и морфологии

Глава 3. Анализ структуры агрегатов наполнителя в полимерных дисперсиях.

3.1. Объекты исследования.

3.2. Морфология частиц наполнителя и их агрегатов.

3.3. Фрактальный анализ дисперсных систем.

3.3. 1. Полистирол, наполненный техническим углеродом
3.3.2. Полистирол, наполненный аэросилом.
3.3.3. Поливиниловый спирт, наполненный аэросилом
3.3.4. Вулканизат полибутадиена, наполненного техническим углеродом
3.3.5. Другие системы
3.4. Компенсационный эффект.
Глава 4. Структура одномерных стохастических объектов
4.1. Объекты исследования.
4.2. С труктурноморфологические характеристики углеродных нанотрубок.
4.3. Фрактальная параметризация углеродных нанотрубок.
4.4. Модель одномерного стохастического объекта
4.5. Стохастические одномерные структуры другой физической природы.
4.6. Компенсационный эффект.
4.7. Исследование структуры нетканых, газонаполненных и полимерных материалов
Глава 5. Параметризация сложных структур, возникающих при деформации полимеров.
5.1. Объекты исследования.
5.2. Структурноморфологические характеристики деформированного полиизопрена
5.3. Применение стандартных методов обработки изображения
5.4. Фрактальная параметризация структуры деформированных эластомеров.
5.5. Компенсационный эффект.
Выводы.
Литература


Наполнители предлагается разбить на неорганические минеральные, органические, порошки металлов, газообразные и т. С точки зрения агрегатного состояния, частицы наполнителей основные структурообразующие элементы этого класса материалов делятся на три группы твердые, диспергированные до коллоидных размеров частицы минералов, оксидов, солей, стекол и т. Для различных материаловедческих задач возможно использовать иные классификационные признаки. Например, для более полной характеристики структуры гетерогенных систем целесообразно внутри подкласса проводить разделение по геометрическим признакам степени дисперсности частиц или их форме, размерам. В рамках этого подхода в настоящее время выделяют особый класс дисперсных материалов наноматериалы, у которых размер отдельных составляющих их структурную основу единиц не превышает 0 нм хотя бы в одном измерении . Таким образом, действительно в практике создания полимерных материалов реализуется сложный ансамбль макро и микроэлементов, различающихся химической природой, составом, фазовым состоянием, размерами. Глава 1. Отсюда следует, что, чтобы описать структуру материала необходимо вопервых, охарактеризовать внутреннее строение элемента или элементов, из которых оно построено вовторых, установить характер и способ взаимодействия элементов между собой и, наконец, определить пространственное расположение элементов относительно друг друга. Очевидно, что для сложных многофазных многокомпонентных материалов такое описание следует проводить на каждом структурноморфологическом уровне их надмолекулярной организации. Однофазные аморфные материалы. Принято считать, что основным структурообразующим элементом этой группы полимерных материалов независимо от их физического состояния является домен , . Для однокомпонентных систем домен отождествляют с флуктуациями плотности, для многокомпонентных растворов, расплавов и смесей в том числе и пространственносшитых с флуктуациями концентрации. Часть исследователей отождествляет домен с индивидуальной макромолекулой, приписывая ей, в зависимости от условий формирования материала, конформацию глобулы или клубка , другие связывают с локальными зонами упорядоченности фрагментов макромолекул , третьи с сегрегацией разнозвенных участков макромолекул, т. Размеры доменов колеблются в интервале от 5 до нм, а их плотность превышает среднюю плотность материала на 12. Домены связаны между собой проходными цепями. Глава 1. Расположение доменов зависит от условий формирования материала и изменяется от случайного статистического их радиальная функция распределения соответствует радиальной функции распределения взаимного расположения частиц в аморфном теле до анизотропных сеток. Последние типы надмолекулярных структур чаще всего наблюдаются в многокомпонентных системах . Двухфазные полимерные материалы. В зависимости от фазовой природы структурообразующего элемента различают кристаллические, жидкокристаллические, сложные аморфнокристаллические и аморфные гетерогенные материалы. В кристаллических полимерах в качестве основного элемента выступает кристаллит, построенный из макромолекул со складчатой или вытянутой конформацией КВЦ . Поверхностный слой кристаллита, который образован преимущественно складками цепей, в одном случае, иили их концевыми группами, в другом, и в котором, как правило, нарушен дальний порядок в расположении звеньев макромолекул, отождествляют с аморфной фазой кристаллита. При переходе от гомополимеров к кристаллизующимся статистическим и привитым сополимерам звенья сополимеризующегося компонента также входят в состав аморфной фазы кристаллита. Размеры складчатых кристаллитов вдоль остова цепи для гибкоцепных полимеров колеблются в интервале от до нм, а КВЦ от 2 до 4 нм. Плотность кристаллитов превышает плотность аморфной фазы материала на 8 . Кристаллиты связаны между собой проходными цепями, которые совместно со складками образуют общую аморфную фазу полимера. Объемное содержание кристаллитов степень кристалличности в традиционных полимерных материалах полиолефины, полиамиды, термопласты, кристаллизующиеся эластомеры изменяется от до .