Разработка метода функционализации металл/углеродных нанокомпозитов и способов получения суспензий на их основе для модификации композиционных материалов

• Автор: Ахметшина, Лилия Фаритовна
• Шифр специальности: 05.16.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 186 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Анализ состояния исследований в области получении и исследования металлуглеродных нанокомпозитов и суспензий на их основе для модификации композиционных материалов

1.1 Основные понятия и определения

1.2 Исследования в области получения наноструктур

1.3 Исследования в области функционал изации и

модифицирования наноструктур

1.4 Технологии подготовки и способы введения наноструктур в материал

1.5 Исследования в области модификации композиционных материалов. Гипотезы влияния наноструктур на свойства материалов

Заключение по главе 1

Глава 2. Теоретическое обоснование функционал изации, методов исследования металлуглеродных нанокомпозитов и технологии модификации ими композиционных материалов.
2.1 Обоснование и характеристика исходных компонентов для функционализации металлуглеродных нанокомпозитов
2.1.1 Характеристика и результаты исследования исходных нанокомпозитов
2.1.2 Обоснование и характеристика фосфатов аммония
2.2 Теоретическое обоснование процесса функционализации металлуглеродных нанокомпозитов
2.2.1 Квантовохимическое моделирование процесса функционализации нанокомпозитов
2.2.2 Метод функционализации металлуглеродных нанокомпозитов
2.3 Обоснование способа модификации наноструктурами композиционных материалов
2.3.1 О необходимости изучения тонко дисперсных суспензий нанокомпозитов
2.3.2 Методы получения суспензий. Выбор материала в качестве жидкой фазы для суспензии
2.4 Приборы, методы и методики исследования нанокомпозитов и суспензий на их основе Заключение по главе 2
Глава 3. Экспериментальное исследование процессов функционализации и анализ металлуглеродных нанокомпозитов и суспензий на их основе. Исследование
модификации композиционных материалов
металлуглеродными нанокомпозитами.
3.1 Функционализация нанокомпозитов
3.2 Исследование свойств и характеристик модифицированных нанокомпозитов и сравнение их со свойствами исходных 6 нанопродуктов
3.3 Исследование свойств тонкодисперсных суспензий полученных нанокомпозитов
3.3.1 Получение тонкодисперсных водных суспензий нанокомпозитов
3.3.2 Определение характеристик суспензий. Исследование влияния НК на свойства суспензий
3.3.2.1 Устойчивость суспензий во времени оптическая плотность
3.3.2.2 Влияние УЗ на стабильность суспензий
3.3.2.3 Установление взаимодействия наноструктур с жидкой средой суспензии ИК, оптическая плотность
3.4 Исследования в области модификации бетонных композиций
3.4.1 Результаты модификации пенобетонов нанокомпозитами
3.4.2 Результаты модификации тяжелых бетонов нанокомпозитами
3.5 Исследования в области модификации силикатных композиций
3.5.1 Способ модификации силикатных композиций
метал лу гл ерод ным и наноком поз итам и
3.5.2 Результаты модификации силикатных композиций
3.5.3 Определение вязкости суспензии
3.6 Модификация клея марки БФ тонкодисперсными суспензиями металлуглеродных нанокомпозитов, в том числе фосфорсодержащих, для снижения горючести
Заключение по главе 3 Заключение. Выводы Список литературы
Приложение Акты внедрения результатов работы
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Функционализация позволит повысить влияние наноструктур на среду и модифицируемый материал, а также улучшить качество самих наноструктур. Объектом исследования являются функционализированные металлуглеродные нанокомпозиты, полученные взаимодействием с фосфатами аммония, а также тонкодисперсные суспензии нанокомпозитов, в том числе функционализированных, на основе различных дисперсионных сред воды, жидкого стекла и этанола. Цель работы состоит в разработке метода функционализации железо, медь и никельуглсродных нанокомпозитов НК, СиС НК и i НК фосфатами аммония, получении и исследовании тонкодисперсных суспензий нанокомпозитов для модификации композиционных материалов, а также в выявлении зависимости свойств материалов от концентрации вводимых нанокомпозитов и их состава. Теоретически, в том числе с помощью квантовохимического моделирования, и экспериментально обосновать метод функционализации НК, СиС НК и i НК фосфатамиаммония МДРО. Разработать способ. Исследовать влияние металлуглеродньтх нанокомпозитов в том числе функционализированных, на прочностные и теплофизические характеристики модифицируемых материалов на примере цементных, силикатных композитов и огнезащитных вспучивающихся клеевых подслоев. Впервые разработан метод функционализации металлуглеродных нанокомпозитов фосфатами аммония, позволяющий прививать дополнительные функциональные группы, повышающие активность наноструктур и их влияние на модифицируемыесреды. С НК получен патент РФ 0. Проведено квантовохимическое моделирование наносистем, содержащих железо, медь и никельуглеродные нанокомпозиты и полифосфат аммония, позволяющее спрогнозировать реакцию функционализации наноструктур. Изучены сорбционные свойства металлуглеродных нанокомпозитов по отношению к воде и этиловому спирту. Показана связь сорбционных свойств с природой исследуемых нанокомпозитов. Впервые получены тонкодисперсные суспензии металлуглеродных нанокомпозитов, в том числе функционализированных, и изучены их свойства. Установлено время обработки суспензий ультразвуком, зависящее от природы основной дисперсионной среды суспензии. Определены оптимальные концентрации и поверхностноактивные вещества, позволяющие сохранять размеры наноструктур в суспензии, и подходящие для модифицируемого материала и для. На способ получения водной суспензии металлуглеродных наноструктур получен патент РФ 2. Впервые определено влияние металлуглеродных нанокомпозитов на теплофизические свойства силикатных пленок и подтверждена эффективность применения наноструктур для модификации бетонных композиций с целью увеличения прочности. Выявлены закономерности изменения свойств материалов от концентрациии состава наноструктур. Установлено снижение горючести вспучивающихся клеевых систем, модифицированных функционализированными металлуглеродными нанокомпозитами. Разработанный метод прививки к металлуглеродным нанокомпозитам фосфорильных групп при механохимической обработке их с полифосфатом аммония приводит к повышению их влияния на среду. V . Применение фосфатов аммония позволит использовать нанокомпозиты для модификации материалов с целью снижения их горючести. Определены возможности использования полученных наноструктур при модификации силикатных композиций для улучшения теплофизических свойства материалов, а также для. Прочность бетонных композитов увеличивается в среднем на. Температуропроводность. Результаты, работы могут быть использованы для прививки к углеродным наноструктурам фосфорильных групп, а также при модификации разработанными наноструктурами различных неорганических и органических материалов. В работе применен, метод квантовохимического моделирования с использованием, программного продукта НурегСЬеш. В экспериментальном исследовании нанокомпозитов и, суспензий на их основе использованы следующие методы инфракрасная, спектроскопия. ИК просвечивающая электронная микроскопия и электронная дифракция ПЭМ и ЭД рентгеновская фотоэлектроннаяспектроскопия. РФЭС мессбауэровская спектроскопия спектрофотометрия и оптическая микроскопия. Представленные в работе результаты получены лично авторомили при его непосредственномучастии.