Нанокомпозиты на основе простейших полиолефинов и слоистых силикатов

• Автор: Герасин, Виктор Анатольевич
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 151 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

ГЛАВА 1. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ПОЛИМЕР

СИЛИКАТНЫХ КОМПОЗИТОВ.

1.1. Общая характеристика композиционных материалов.

1.2. Структура слоистых алюмосиликатов и их физические и химические свойства.

1.3. Типы полимерсиликатных нанокомпозитов

1.4. Методы получении полимерсиликатных нанокомпозигов.

1.5. Влияние полярности полимера на способность интеркалироватьсн в слоистые силикаты и конформацию полимера в двумерном пространстве с ограниченной геометрией.

1.5.1. Термодинамический анализ системы слоистый силикатмодификаторполимер.

1.5.2. Получение нанокомпозитов в термодинамически неравновесных условиях

1.6. Влияние глины на структуру граничных слоев полимера
1.7. Влияние глины на полимеризацию
1.8. Влияние условий смешения на структуру наполнителя
1.9. Свойства полимерсиликатных нанокомпозитов
1.9.1. Физикомеханические свойства
1.9.2. Прочие физические свойства
1 Постановка задачи
ГЛАВА 2. МЕТОДИКИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ОБРАЗЦОВ И
МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ .
2.1. Характеристики объектов исследования.
2.2. Получение композитов.
2.2.1. Получение композитов смешением в расплаве и объекты исследования.
2.2.2. Получение композитов полимеризаииопным наполнением
2.2.3. Приготовление нленокобразцов для испытаний.
2.3. Методы исследования.
2.3.1. Рентгеноструктурный анализ
2.3.2. Дифференциальная сканирующая калориметрия.
2.3.3. Механические испытания
2.3.4. Микроскопические исследования.
2.3.5. Спектроскопия комбинационного рассеяния.
ГЛАВА 3. СТРУКТУРА МОДИФИЦИРОВАННОЙ ГЛИНЫ
ГЛАВА 4. СТРУКТУРА НАНОКОМПОЗИТОВ, ПОЛУЧЕННЫХ
СМЕШЕНИЕМ В РАСПЛАВЕ
4.1. Структура и текстура наполнителя
4.1.1. Нанокомпозиты на основе ПЭ
4.1.2. Нанокомпозиты на основе ПП
4.2. Структура полимера, сформировавшаяся в нанокомпозитах
4.2.1. Нанокомиозиты на основе ПЭ
4.2.2. Нанокомпозиты на основе ПП
ГЛАВА 5. СТРУКТУРА НАНОКОМПОЗИТОВ, ПОЛУЧЕННЫХ
ПОЛИМЕРИЗАЦИОННЫМ НАПОЛНЕНИЕМ.
5.1. Структура и текстура наполнители
5.1.1. Нанокомпозиты на основе ПЭ
5.1.2. Нанокомпозиты на основе ПП
5.2. Структура полимера, сформировавшаяся в нанокомпозитах
5.2.1. Нанокомпозиты на основе ПЭ
5.2.2. Панокомпозиты на основе ПП
ГЛАВА 6. ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
НАНОКОМПОЗИТОВ
6.1. Нанокомпозиты, полученные смешением в расплаве
6.1.1. Нанокомпозиты на основе ПЭ
6.1.2. Нанокомпозиты на основе ПП
6.2. Нанокомиозиты, полученные полимеризационным наполнением.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Между тем, совершенно очевидно, что для успешного и направленного создания композиционных материалов необходимо всестороннее изучение всех структурных элементов как наполнителя форма его частиц, их размеры, взаимное расположение в пространстве матрицы, так и полимерной матрицы формирование упорядоченных структур разного уровня, учт взаимодействия на границе раздела фаз, формы упаковки макромолекул в пространствах между силикатными пластинами, выявление связи между структурой полимера и свойствами композиционного материала в целом. Именно таким систематическим исследованием и является настоящая диссертационная работа, проведенная в рамках одной из научных тематик в лаборатории физикохимических исследований ИНХС РАИ им. А. В. Топчиева, и направленная на разработку и создание способов получения нанокомпозитов нового поколения, детальное исследование взаимосвязи между структурой и свойствами в этих сложных системах, в которых в качестве матриц используются полимеры с неполярными макромолекулами, простейшие полиолефины, а в качестве наполнителей слоистые силикаты, природные и модифицированные специальным образом глины. Исследование проведено в гг. ОХНМ РАН, ФЦП Интеграция, а также ряда проектов РФФИ и Голландия. Целью работы является установление закономерностей формирования структуры наполнителя и полимерной матрицы в нанокомпозитах, полученных разными способами из простейших полиолефинов и слоистых силикатов на основе монтмориллонита при варьировании в широком интервале соотношения компонентов в системе и оценка влияния установленной структуры на физикомеханических свойства конечного композиционного материала. На основе сопоставления и анализа полученных экспериментальных результатов попытаться установить взаимосвязь между физикомеханическими свойствами нанокомпозитов и структурой как отдельных компонентов, так и системы в целом. Впервые экспериментально показано влияние не только химического строения, но и характера упаковки модификаторов, поверхностноактивных веществ ПАВ, на способность макромолекул полимера проникать в межплоскостные пространства модифицированной глины. Разработаны два оригинальных эффективных способа получения нанокомпозитов различного типа на основе неполярных полимеров путем разбавления предварительно полученного смешением в расплаве композиционного концентрата и полимеризационное наполнение. Экспериментально обнаружено стремление анизотропных частиц глины к преимущественной ориентации формированию текстуры при расплавном течении композиционного материала под действием сдвиговых напряжений. Разработаны физикохимические основы получения нанокомпозитов различного типа на основе слоистых силикатов и простейших полнолефинов, промышленных полимеров с неполярными макромолекулами. Экспериментально изучена взаимосвязь структуры и свойств композиционного материала со способом его получения, химическим составом и строением используемого ПАВ в модифицированной глине, концентрацией наполнителя в системе и надмолекулярной структурой полимерной матрицы. Результаты работы могут быть использованы для выдачи рекомендаций по созданию технологии процессов получения нанокомпозиционных материалов различного типа на основе ПЭ или ПП и модифицированного . Получены демонстрационные образцы, имеющие повышенные эксплуатационные характеристики модуль Юнга и прочность. По наиболее значительным результатам, составляющим объекты интеллектуальной собственности , в настоящее время готовятся заявки на получение патентов РФ. Установить взаимосвязь между структурой наполнителя и полимерной матрицы и физикомеханическими свойствами нанокомиозиционного материала на основе низших полиолефинов и слоевых силикатов. Объектами исследовании являлись природные и модифицированные глины, материалы на основе ПЭ, ПП и , полученные полимеризационным наполнением на катализаторах, предварительно иммобилизованных на глине, или смешением в расплаве полимера. Ii i ii i , . VII Всероссийское совещаниесеминар Инженернофизические проблемы новой техники, МГТУ им. Н. Э. По теме диссертации опубликовано 4 статьи в рецензируемых журналах и около тезисов докладов на научных конференциях. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, краткого заключения, выводов, списка цитируемой литературы и содержит рисунка, таблицы. Список цитируемой литературы включает 6 наименований. Общий объм диссертации составляет 1 стр.