Влияние природы наноразмерных частиц на физико-механические свойства полиэтилена низкого давления

• Автор: Тураев, Эркин Рустамович
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 116 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Модификация структуры и свойств полиэтилена

1.2 Общая характеристика композиционных материалов на основе полимеров

1.2.1 Классификация композиционных материалов

1.2.2 Дисперснонаполненные композиты на основе полиэтилена

1.2.3 Нанокомпозиты на основе полиэтилена

1.3 Полимерные нанокомпозиты на основе слоистых силикатов

1.3.1 Структура слоистых силикатов, их физические и химические свойства

1.3.2 Структура слоистосиликатных нанокомпозитов

1.3.3 Методы получения полимер слоистосиликатных нанокомпозитов

1.4 Свойства полимер слоистосиликатных нанокомпозитов
1.4.1 Физикомеханические свойства
1.4.2 Термические свойства
1.4.3 Барьерные свойства
Выводы из литературного обзора
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Исходные вещества и их свойства
2.2. Методика органомодификации глины
2.3. Методики получения нанокомпозитов
2.3.2. Методика получения нанокомпозитов смешением в
расплаве
2.4. Приготовление образцов для испытаний
2.5. Методы исследования
2.5.1. Методика определения показателя текучести расплава
2.5.2. Рентгеноструктурный анализ
2.5.3. Термогравиметрический анализ
2.5.4. Механические испытания
2.5.5. Определение температуры начала кристаллизации, максимума теплового эффекта плавления по данным ДСК
2.5.6. Электронная микроскопия
2.5.7. Методы определения стойкости к горению
2.5.8.Методы определения стойкости к действию химических сред
2.5.9. Определение плотности нанокомпозитов методом гидростатического взвешивания
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Синтез и структура органомодифицированных слоистых силикатов
3.2. Механические свойства нанокомпозитов ПЭНДорганоглины
3.3. Структура напокомпозитов на основе ПЭНДорганоглина
3.4. Исследование изменения структуры нанокомпозитов ПЭНДорганогилы
3.5. Теплофизические свойства нанокомпозитов ПЭНДорганоглины
3.6. Термические свойства нанокомпозитов ПЭНДорганоглины
3.6.1. Термические свойства органоглины
3.6.2. Термические свойства нанокомпозитов на основе ПЭНД органоглины
3.7. Исследование влияния органоглины на кристаллизации НК
3.8. Исследование горючести напокомпозитов
3.9. Влияние гуллаузита и таунита на свойства ПЭНД
3 Исследование стойкости НК к действию гексана
3. .Определение плотности нанокомпозитов методом
гидростатического взвешивания
ВЫВОДЫ
Список литературы


Цель работы создание новых нанокомпозиционных материалов с повышенными тепло и физикомеханическими свойствами на основе ПЭЫД и природных глинистых минералов монтмориллонита, галлаузита и таунита. Научная новизна. Впервые выявлены и интерпретированы основные закономерности в изменении свойств полиэтилена при введении в его состав наноразмерных органомодификаторов различной природы. Разработан способ получения нанокомпозиционных материалов на основе полиэтилена путем смешения в расплаве с органоглинами, представляющими собой продукт обработки природных слоистых алюмосиликатов аминами или их комплексами с акриловой или метакриловой кислотами. Показано, что при использовании органомодифицированного слоистого силиката на основе монтмориллонита российского происхождения, с содержанием до органомодификатора, достигается повышение физических свойств нанокомпозитов. Впервые проведен систематический сравнительный анализ физикомеханических свойств нанокомпозитов содержащих органоглины, галлаузит и таунит. Установлена корреляция между термическими свойствами и содержанием наномерных частиц в полиэтилене. Обнаружена высокая термостабильность монтмориллонитов модифицирорванных акрилат и метакрилатгуанидинами, что может быть объяснено торможением кинетической подвижности органомодификаторов, находящихся между слоями монтмориллонита. ПЭНД. Предложено объяснение, согласно которому может иметь место химическое взаимодействие ангидридных групп СошроНпе с аминогруппами гуанидина. Практическая значимость. Показана возможность создания на основе полиэтилена нанокомпозициониых материалов с регулируемым комплексом свойств и отвечающих требованиям современных потребителей. Разработаны методы получения нанокомпозитов на основе полиэтилена и наноразмерных наполнителей органоглины, галлаузита и таунита. Применение указанных нанонаполнителей приводит к увеличению модуля упругости, прочности, повышению термической стабильности, химической стабильности к растворителям, теплостойкости, и устойчивости к горению. Результаты работы могут быть использованы для выдачи рекомендаций по созданию технологии процессов получения нанокомпозициониых материалов различного типа на основе ПЭНД и наноразмерных наполнителей. По наиболее значительным результатам, составляющим объекты интеллектуальной собственности, в настоящее время подана заявка на получение патента РФ на тему Способ получения нанокомпозициониых материалов на основе полиолефинов с повышенными тепло и физикомеханическими свойствами регистрационный номер . ПЭНД и природных глинистых минералов монтмориллонита, галлаузита и таунита. ПЭНД от количества и природы наноразмерных органомодификаторов. ПЭНД и наноразмерных наполнителей и теоретическое обоснование механизма их образования. Личный вклад автора. Диссертация представляет собой итог самостоятельной работы автора. Автору принадлежит выбор направления работ, постановка задачи, методов и объектов исследования, трактовка и обобщение полученных результатов. Соавторы работ участвовали в обсуждении полученных результатов. Апробации работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на следующих научных конференциях Международном форуме по нанотехнологиям г. Москва г. Международный форум по нанотехнологиям Конструкционные наиоматериалы и наноматериалы со специальными свойствами г. Москва г. Кисловодск г. Всероссийской конференции по физической химии и нанотехнологиям НИФХИ г Москва г. IV Международной научнопрактической конференции Новые полимерные композиционные материалы Нальчик, II международной научнопрактической конференции Наноструктуры в полимерах и полимерные нанокомпозиты г. Нальчик г. Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 статьи в рецензируемых журналах, 7 тезисов докладов на научных конференциях. Структура и объем работы. Диссертация вюпочает в себя введение, литературный обзор, экспериментальную часть, обсуждение результатов, выводы и список использованной литературы. Работа изложена на 4 странице машинописного текста, содержит рисунков, таблиц и список литературы, включающий 4 наименований.