Особенности релаксационных и механических свойств поверхностных слоев стеклообразных полимеров и нанокомпозиты на их основе

• Автор: Зайцева, Анна Викторовна
• Шифр специальности: 01.04.07, 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 237 с. : ил.

Введение. Глава 1. Особенности стеклования поверхностных слоев полимеров. Наночастицы в полимерах. Выводы из обзора литературы и постановка задачи Глава 2. Экспериментальная методика. Приготовление образцов. Пленки полистирола и поливинилпиридина. Приготовление золей металлов. Осаждение коллоидных частиц на поверхность полимера. Пленки полианилина с металлическими включениями. Методика зондовой микроскопии. Общие принципы работы атомносилового микроскопа АСМ. Исследование наномеханических свойств поверхностных слоев с помощью АСМ. Наноиндентирование. Экспериментальная установка. Вспомогательные экспериментальные методы. Глава 3. Экспериментальные результаты и их обсуждение. Исследование процесса стеклования поверхностного слоя полистирола с помощью наночастиц металлов. Применение метода молекулярных зондов для исследования
подвижностью макромолекул, и это значение практически совпадает с величиной радиуса инерции молекул ПС с использованной молекулярной массой. Среди других методов исследования поверхностных слоев стеклообразных полимеров важное место занимают измерения смачиваемости, позволяющие оценивать степень сегментальной подвижности макромолекул на границе с воздухом по величинам краевых углов в.


Такой разброс данных можно объяснить разнообразием используемых методик, принципиальным различием подходов к определению различной геометрией экспериментов, экспериментальными сложностями при определении характеристик тонкого поверхностного слоя, а также недостаточным пониманием самого процесса стеклования даже для объема полимера и, соответственно, сложностью трактовки результатов косвенных измерений. Известно несколько попыток теоретического описания и моделирования релаксационных процессов в тонких пленках и поверхностных слоях полимеров 6, 7, , , . Однако единой теории, удовлетворительно описывающей основные закономерности этих процессов, на сегодняшний день не существует так же, как не существует единого подхода к описанию процесса стеклования в объеме полимера. Понижение температуры стеклования связывают с наличием в поверхностном слое избыточного свободного объема пониженной плотности вследствие сегрегации выхода на поверхность концевых групп, частичным разрушением сетки зацеплений стесненной геометрией в тонких пленках уменьшением размеров кооперативно перестраивающейся области и т. В работах , методом молекулярнодинамического моделирования было показано, что на границе стеклообразного полимера с газовой фазой существует тонкий примерно 1 нм слой, в котором плотность спадает от объемного значения практически до нуля. Понижение плотности приводит к возрастанию свободного объема вблизи поверхности полимера. Следовательно, сегменты макромолекул вблизи поверхности будут обладать большей подвижностью, чем в объеме, что означает понижение температуры стеклования поверхностного слоя полимера.