Спектроскопическое изучение пористости полимеров

• Автор: Маланин, Михаил Николаевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Тверь
• Количество страниц: 124 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Обзор литературы.

1.1. Основные понятия пористости

1.2. Классификация пористых материалов

1.3. Получение пористых материалов

1.4. Методы оценки пористости

1.5. Явление светорассеяния и его прикладное значение. Виды светорассеяния.

1.6. Постановка задачи исследования

Глава 2. Объекты и методы исследования.

2.1. Объекты исследования

2.1.1. Трековые мембраны на основе полиэтилентерефталата.
2.1.2. Перфорированные пленки на основе полиэтилена высокой и низкой плотности
2.1.3. Ориентированные ксерогельные пленки на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена.
2.1.4. Пористые ксерогельные пленки на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена
2.1.5. Полимерные пленки на основе поливинилового спирта, полученные методами мокрого и сухого формования.
2.1.6. Полимерные пленки на основе модифицированного полиакрилонитрила, полученные методами мокрого и сухого формования
2.2. Методы исследования пористых образцов.
2.2.1. Методы оптической, атомносиловой и электронной микроскопии
2.2.2. Метод И К спектроскопии.
2.2.3. Метод УФ спектроскопии
2.2.4. Методы поромстрии.
2.2.5. Метод дифференциальной сканирующей калориметрии.
Глава 3. Разработка спектроскопического метода определения пористости полимерных материалов
3.1. Количественная связь между общей пористостью и величиной пропускания
ИК излучения.
3.2. Эффект рассеяния излучения в ИК спектре пористого образца.
3.3. Количественная связь интенсивности рассеяния излучения с концентрацией рассеивающих частиц
3.4. Методика оценки среднего диаметра пор полимерных материалов с использованием теории дифракционного рассеяния.
3.5. Методика оценки среднего диаметра пор полимерных материалов с использованием теории светорассеяния Рэлея.
3.6. Методика оценки распределения пор по размерам в полимерных образцах.
3.6.1. Метод спектральной прозрачности.
3.6.2.1. Рассеяние ИК излучения.
3.6.2.2. Рассеяние УФ излучения.
3.7. Оценка формы пор с помощью метода ИК спектроскопии
3.8 Оценка пористости полимерных мембран визуальными методами
Глава 4. Использование метода ИК спектроскопии для оценки пористой структуры различных полимерных материалов
4.1. Влияние жесткости органического осадитсля на пористую структуру пленок
поливинилового спирта
4.2. Влияние осаднтеля на пористую структуру пленок модифицированного полиакрилонитрила
4.3.1. Формирование пористой структуры в композите
сверхвысокомолекулярный полиэтиленмиогослойные углеродные нанотрубки.
4.3.2. Влияние типа и концентрации наполнителя на пористую структуру
полимерных пленок
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
БЛАГОДАРНОСТЬ
ЛИТЕРАТУРА


Образование первых происходит при сложении большого числа отдельных элементов структуры как непористых, так и обладающих уже первичной пористостью. К таким системам относятся подавляющее большинство пористых тел ткани, бумага, формованные гранулы сорбентов, катализаторов, электроды и т. Пористая структура систем сложения образована промежутками между частицами, составляющими их скелет. Развитие структур вычитания может быть результатом топологических превращений твердых веществ, их пиролитического разложения, выщелачивания и растворения кохмпонентов исходной системы, высокотемпературных реакций твердого тела с газом, поверхностной и объемной эрозии. Поры в таких телах представляют собой полости, каналы или щели в сплошной твердой матрице. Примерами таких пористых сред могут служить обезвоженные гидроксиды металлов, пористые стекла, скелетные катализаторы, пористые мембраны и т. При отнесении сложных систем к тому или иному типу по механизму образования обычно руководствуются практическими соображениями какой тип структурообразования определяет наиболее характерные или рассматриваемые в конкретном случае свойства пористой среды. Основным принципом модификации этих материалов является получение требуемой структуры мембраны с морфологией, соответствующей данному процессу разделения. Выбор материала ограничивает методику приготовления, получаемую морфологию мембраны и принцип разделения. Другими словами, не всякая проблема разделения может быть решена с помощью данного типа материала. Для получения синтетических мембран применяется ряд методов. Некоторые из них могут быть использованы для приготовления как органических полимерных, так и неорганических мембран . Наиболее важные методы это спекание, растяжение вытяжка, травление ядерных треков, выщелачивание из пленки, инверсия фаз и нанесение покрытий. Этот метод достаточно прост, он позволяет получить пористые мембраны, как из органических, так и неорганических материалов. Метод включает прессование порошка, содержащего частицы определенного размера, и нагрев при повышенных температурах. Требуемая температура зависит от используемого материала. В ходе спекания поверхность между контактирующими частицами исчезает. Для этого метода может быть применен широкий круг материалов, таких как порошки полимеров полиэтилен, политетрафторэтилен, полипропилен, металлы нержавеющая сталь, вольфрам, керамики оксиды алюминия и циркония, графит углерод и стекла силикаты. Размер пор в получаемой мембране зависит от размера частиц и от распределения частиц по размерам в порошке. Чем уже распределение частиц по размерам, тем уже распределение пор по размерам в получаемой мембране. Метод позволяет получать поры размером от 0,1 до мкм, причем нижний предел определяется минимальным размером используемых частиц. Спекание это очень распространенный метод приготовления мембран из политетрафторэтилена химически и термически весьма устойчивого и нерастворимого полимера. Фактически все упоминаемые здесь основные материалы для процесса спекания имеют общие особенности высокие химическую, термическую и механическую устойчивости, особенно это относится к неорганическим материалам. Однако с помощью спекания могут быть получены только микрофильтрационные мембраны. Пористость пористых полимерных мембран обычно низка, лежит в области от до или немного выше. В то же время у пористых металлических фильтров она может достигать . Одним из наиболее общих методов придания полимерам выраженной межфазной поверхности является крейзинг. Крейзинг особая разновидность неупругой деформации твердых полимеров, которая сопровождается развитием фибриллярнопористой структуры, что придает полимеру высокий уровень межфазной поверхности. Благодаря этому, полимеры, деформированные по механизму крейзинга, становятся неспецифическими пористыми адсорбентами. Вытяжка образцов производится в жидкой среде, наличие которой является необходимым условием существования формируемых пористых полимерных структур. В случае удаления среды испарение, вымывание и т. Меняя химическую природу жидкой среды, время отжига и деформирования можно получать нанопористые пленки заданной структуры .