Механические свойства композиционных материалов на основе термопластов и частиц резины

• Автор: Авинкин, Владимир Сергеевич
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 172 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Свойства и структура термопластов, наполненных жесткими

дисперсными наполнителями.

1.2 Способы увеличения адгезионной прочности на гарнице полимер наполнитель.

1.3 Смеси полиолефинов.

1.4. Свойства и структура смесей термопластичных полимеров

с эластомерами.

1.5 Свойства резинопластов на основе термопластичных полимеров.

1.6 Методы получения и области применения резиновой крошки.
1.7 Выводы из обзора литературы и постановка задачи исследования
Слава 2. объекты и методы исследования.
2.1 Объекты исследования.
2.2 Оборудование для получения резинопластов
2.3 Методика приготовления смесей
2.3.1 Режимы смешения
2.3.2 Режим прессования
2.3.3 Концентрации наполнителя
2.4 Методы исследования
2.4.1 Дисперсионный анализ
2.4.2 Механические испытания
2.4.3 Дифференциальная сканирующая калориметрия
2.4.4 Термогравиметрия
2.4.5 Микроскопия
ГЛАВА 3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
3.1 Прочность, предел текучести и напряжение распространения
шейки композита полиэтилен резина
3.2 Охрупчивание резинопластов
3.2.1 Механические свойства резинопласта на основе полимера деформирующегося без упрочнения
3.2.2 Свойства резинопластов на основе упрочняющегося полимера
3.2.3 Деформативность резинопластов при квазихрупком
разрушении
3.2.4 Свойства резинопласта на основе однородно деформирующегося термопластичного полимера
3.3 Влияние свойств эластичных частиц наполнителя на
деформационные свойства резинопластов
3.4 Модификация резинопластов
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Когда локальное удлинение достигает предельного удлинения материала (ураевнение 2), композит разрывается. Критическое содержание наполнителя при переходе к хрупкому разрушению не является константой и возрастает при увеличении степени упрочнения матрицы. Gm И Qd - прочность и нижний предел текучести матрицы соответственно. Разность (am - Gd ) характеризует деформационное упрочнение полимера, и, согласно формуле (1), Vf* возрастает с ростом степени упрочнения матрицы. В работах [,] наблюдали удовлетворительное согласие предсказанных теорией критических степеней наполнения с экспериментом для композитов, наполненных жесткими частицами. Согласно уравнению (5), концентрационная область пластического поведения материала определяется степенью деформационного упрочнения матрицы. Таким образом, наблюдаются два принципиально различных типа поведения наполненных полимерных композитов при увеличении концентрации частиц. Если в качестве матрицы используется каучук, предельная деформация монотонно уменьшается с ростом степени наполнения вследствие снижения содержания полимера в объеме материала. Разрушающее удлинение композитов на основе термопластичных матриц определяется не столько их предельным удлинением, сколько степенью упрочнения матрицы. Вопрос о концентрационных зависимостях величин gc, Gy и Gd имеет не только научное, но и практическое значение. Различие зависимостей ас, Gy и Gd от содержания частиц может привести к изменению деформационного поведения полимерного композита. Если напряжение вытяжки ниже прочности и верхнего предела текучести, композит деформируется путем распространения шейки. Если прочность композита ниже напряжения вытяжки и верхнего предела текучести, разрушение хрупкое. Если верхний предел текучести материала ниже прочности и напряжения вытяжки, развивается макрооднородное течение композита. Кроме того, наполнитель может подавлять образование шейки и инициировать текучесть в крейзах или, более точно, в крейзо-подобных зонах, если частицы были обработаны антиадгезивом, и их соединение с полимером ослаблено [-]. В наполненных полимерах крейзы, которые подобны трещинам, противоположные стороны которых связаны с волокнами ориентированного полимерного материала, вызваны несвязанностью частиц и, полимер растягивается в пространстве между соседними частицами. Толщина волокон полимера определена расстоянием между соседними частицами [,,]. Свойства композиции зависят не только от индивидуальных свойств двух компонентов и их относительного содержания, но и от размеров, формы, степени агломерации наполнителя, и адгезии между наполнителем и матрицей. Размер частиц жесткого наполнителя оказывает влияние на ориентационное поведение полимерной матрицы. Степень ориентации полимера уменьшается при снижении размера наполнителя []. В работах [,,] исследованы композиционные материалы на основе изотактического ПП и фракционированного гидроксида алюминия. Установлено, что с ростом содержания наполнителя на зависимостях разрывного удлинения от концентрации и дисперсности наполнителя наблюдается инверсия свойств. Для композитов с частицами малых размеров (1 и 2. Иная картина наблюдается для крупных частиц (8 и мкм), где вначале резко падает удлинение с ростом наполнения до об. Обнаруженная инверсия обусловлена изменением механизма деформационного процесса от сильно локализованного в области растущей шейки к макрооднородному течению в образующихся крейзоподобных структурах []. Влияние типа наполнителя (стекло, кварцевая мука, тальк, слюда, асбест), формы его частиц (сферы, пластины, волокна) и дополнительной обработки его поверхности (силановым адгезивом) на структуру поверхности разрыва и прочностные свойства ПЭВП изучалось в []. Наибольшее увеличение прочности давало применение рубленного стекловолокна, несмотря на плохую адгезию ПЭ к его поверхности, тогда как добавка сферических частиц стекла приводила к незначительным эффектам. Введение частиц пластинчатой формы давало промежуточные результаты. При высокой межфазной адгезии дисперсные наполнители способны усиливать полимерную матрицу (повышать ее прочность) [,,].