Фрактальные перколяционные характеристики металлонаполненных полимерных пленок

• Автор: Шамурина, Марина Викторовна
• Шифр специальности: 02.00.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 96 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

Глава 1. Литературный обзор

Глава 2. Агрегация коллоидных частиц в отверждающихся система. 2.1. Структурные характеристики агрегатов, формирующихся в

наполненных реакционных полимерах.

2.2. Влияние модифицирования частиц на структуру агрегатов

Г лава 3. Фрактальные и перколяционные характеристики

мсташюнаполненных полимерных пленок.

3.1. Соотношение между транспортными свойствами пленок и

фрактальными характеристиками агрегатов.

3.2. Перколяционные переходы в металлонаполненных пленках

Глава 4. Структура металлонаполненной пленочной композиции
вблизи порога перколяции
4.1. Фрактальные размерности перколяциониого кластера
4.2. Фрактальные размерности и механизм агрегации.
Заключение
Список литературы


В тонких пленках на закономерности формирования фрактальных структур будут оказывать влияние ограничивающие поверхности, это влияние может быть как тривиальным, т. К числу широко распространенных коллоидных систем относятся и дисперсии твердой фазы в реакционных полимерах, где процесс структурообразования сопровождается изменением парам егров полимерной матрицы. Подобные изменения могут оказать влияние на закономерности структурной организации твердой фаз. Целью настоящей работы было изучение закономерностей формирования фрактальных арегатов в отверждающихся полимерных пленках. Изучение структурной организации дополнено проведением измерений перколяционных характеристик металлонаполненных полимерных пленок. Как мы отметили вьппе, эти два подхода являются взаимно дополняющими, что позволяет получить исчерпывающую информацию о свойствах изучаемого композиционного материала. Диссертационная работа построена следующим образом. В первой главе дан литературный обзор работ, посвященных фрактальным объектам и теории перколяции. Здесь изложены результаты основных теоретических работ, посвященных построению моделей формирования фрактальных структур, указаны основные направления последних исследований, приведены примеры применения представлений о фракталах при рассмотрении свойств коллоидных дисперсий. Кратко описаны основные экспериментальные методы определения фрактальных характеристик коллоидных дисперсий и композиционных материалов. Приведены основные работы по теории перколяции. Даны базовые соотношения этой теории. Указана связь между перколяционными и фрактальными характеристиками композиционных материалов. Показана роль и место выполненных нами исследований в общем потоке научных работ. Во второй главе рассмотрены закономерности агрегации коллоидных частиц в отверждающихся полимерных системах. Показано, что в этих системах формируются фрактальные агрегаты. Изучены струкурнье характеристики агрегатов частиц, влияние на них толщины пленок и температуры отверждения полимера. Особо проанализировано влияние модифицирования поверхности частиц на закономерности их агрегирования. Обнаружено, что фрактальные параметры агрегатов при модифицировании частиц не изменяются, хотя радикально рансформируется их распределение по размерам наблюдается формирование полимодального спектра размеров агрегатов. Третья глава посвящена изучению проводимости металлонаполненных полимерных пленок вблизи порога перколяции. Показано, что в случае исследованных нами систем основные соотношения, теоретически установленные между перколяционными и фрактальными характеристиками, для наших систем выполняются с хорошей степенью точности. Одним из основных подтверждений тому явилось, например, совпадение перколяционных параметров композитов, полученных из модифицированных и немодифицированных частиц. Такое совпадение формально следует из установленного во второй главе совпадения фракгапьных параметров агрегатов, формирующихся из модифицированных и немодифицированных частиц. В этой же главе показано, что исследованные нами системы характеризуются двумя порогами псрколяции один из них определяет переход системы из непроводящего состояния в проводящее с туннельным механизмом проводимости, а второй переход от туннельной проводимости к металлической, возникающей при непосредственном контакте частиц. Описан также антиперколяционный переход, обусловленный нагревом композиции и связанный с разрывом связей в скелете бесконечного перколяционного кластера. В четвертой главе проведено исследовагие агрегации частиц в отверждающейся полимерной матрице вблизи порога перколяции. Показано, что процесс агрегации одновременно идет по нескольким механизмам, что обуславливает широкий спектр размеров агрегатов, сформировавшихся в системе за время отверждения. При этом существует взаимосвязь между размером и структурой агрегатов. Установлен характерный масштаб системы, отвечающий длине корреляции. Показано, что значение длины корреляции связано с температурой отверждения и наличием флуктуаций начальной концентрации частиц в объеме образца.