Композиции сверхвысокомолекулярного полиэтилена с полисилоксаном с эффектом памяти формы

• Автор: Стригин, Артем Владимирович
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 149 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ.

ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Эффект памяти в полимерах и композициях на их основе

1.2 Составляющие композиций сверхвысокомолекулярного полиэтилена с полисилоксанами

1.2.1 Сверхвысокомолекулярный полиэтилен.

1.2.2 Полисилоксаны

1.3 Технология получения композиций. Активирующее смешение

ВЫВОДЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2 МЕТОДИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1 Объекты исследования.
2.1.1 Сверхвысокомолекулярный полиэтилен.
2.1.2 Полисилоксаны
2.2 Приготовление композиций полиэтилен полисйлоксан.
2.3 Приготовление композиций сверхвысокомолекулярный
полиэтилен полисилоксан
2.4. Методы исследования свойств композиций
2.4.1 Структурные превращения электронная и оптическая микроскопия
2.4.2 Физикохимические превращения ИКспекгроскопия
2.4.3 Реологические свойства Ротационная и капиллярная вискозиметрия
2.4.4 Исследование процессов вулканизации вулкаметрия
2.4.5 Теплофизические свойства Термический анализ
2.4.6 Эффект памяти формы Цикличные термомеханические исследования,
изгиб, усадка.
2.5 Физикомеханические характеристики материала.
3. РАЗРАБОТКА ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ СВЕРХВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНОГО ПОЛИЭТИЛЕНА И ПОЛИСИЛОКСАНА С ЭФФЕКТОМ ПАМЯТИ ФОРМЫ 28
3.1 Влияние состава и условий приготовления на формирование
структуры композиций
3.2.0ЦЕНКЛ условий формирования в материале взаимопроникающих сеток методом МонтеКарло
3.3 Способ получения полимерных композиций с эффектом памяти.
3.3.1 Теоретическое обоснование способа
3.3.2 Способ получения композиций
3.3.3 Совершенствование аппаратурного оформления.способа.
3.4 Модель формирования эффекта памяти формы.
3.5 Экспериментальная проверка возможности регенерации.
композиций.
3.6 Оценка эффекта памяти формы
4. КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ С ЭФФЕКТОМ ПАМЯТИ
ФОРМЫ МЕДИЦИНСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ.
4.1. Состав и химические превращения. Оценка применимости вмедицине
4.2 Медицинские изделия различного назначения.
5. КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ С ЭФФЕКТОМ ПАМЯТИ ФОРМЫ ДЛЯ РЕМОНТА И ГИДРОИЗОЛЯЦИИКЕРАМИЧЕСКИХ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ИЗОЛЯТОРОВ
5.1. Основы технологии гидрои1механозащиты керамических высоковольтных изоляторов.
5.2. Способ гидро и механозащиты керамических высоковольтных изоляторов
5.3 Практическая реализация способа.
ЛИТЕРАТУРА


Наибольшее практическое применение полимерные материалы сЭПФ получили при создании термоусаживающихся муфт и труб, используемых для восстановления механических и электрических характеристик кабеля при соединении его в кабельную линию, подвода к электрическим установкам и линиям электропередач; монтажа и ремонта трубопроводов. На рисунке 1. ЭПФ; 7- ускоритель электронов; 8- система нагрева; -соединяемые элементы трубопровода; - готовое изделие. Рисунок 1. Вначале полимер перерабатывается в трубчатую заготовку традиционным способом с целью получения требуемой формы. Затем заготовка деформируется, приобретая временную форму. Далее происходит фиксация врехменной формы под воздействием быстрых электронов, и заготовка приобретает ЭПФ в результате поперечно сшитой структуры в материале (формирование ЭПФ может осуществляться различными способами). Формирование ЭПФ будем называть в дальнейшем в соответствии с принятой в литературе терминологией программированием [9]. Пока образец находится во временной форме, постоянная форма сохранена. Нагреваемый выше определенной температуры полимер проявляет ЭПФ, и заготовка приобретает постоянную форму. Имеются сведения о линейных, гетерогенных мультиблочных сополимерах (в большинстве случаев полиуретанах) с ЭПФ. Механизм формирования ЭПФ в данном случае заключается в следующем. Фаза, обладающая более высокой температурой плавления (течения) (Тт), выполняет роль матрицы и ответственна за сохранение постоянной формы. Выше этой температуры полимер переходит в вязкотекучее состояние и может перерабатываться с помощью традиционных методов, таких как экструзия или литье под давлением. Вторая фаза является молекулярным «переключателем» и делает возможным фиксацию временной формы. Температурой для фиксации звеньев, играющих роль «переключателя» (температурой переключения — Тщик*» может быть температура стеклования (Ту) или температура перехода в вязкотекучее состояние (Тт). После придания формы материалу при температуре выше Т(гап5, но ниже температуры перехода, временная форма фиксируется путем охлаждения полимера ниже Т,гап! Нагрев материала выше Т|Гап8 вновь приводит к изменению фазы физической сетки. Особенности свойств таких материалов и области их применения описаны в [-] (Впервые ЭПФ был обнаружен Чангом и Ридом в г. Данные полимерные материалы относятся к группе полимеров с термически индуцированным ЭПФ, в основе представлений о котором лежат принципы энтропийной упругости []. Известно, что в аморфном состоянии полимерные цепи принимают случайное распределение. Всевозможные конформации полимерных цепей имеют одинаковую внутреннюю энергию. Б— энтропия, к— постоянная Больцмана. В стеклообразном состоянии все перемещения полимерных сегментов заморожены. При прекращении нагрузки образец восстанавливает свою первоначальную длину. Если внешнее воздействие приложено в течение длительного времени, то развивается процесс релаксации, результатом которого будет проскальзывание и разматывание полимерных цепей относительно, друг друга. Оно может быть прекращено путем поперечной-сшивки цепей. Подобные сшивки могут иметь как химическую,, так и физическую природу. Химически сшитые полимеры образуют нерастворимые материалы, которые набухают в- соответствующих растзоритслях. Их форма фиксируется во время сшивки и не может быть изменена впоследствии (эластомеры). Термопластичные эластомеры (ТЭП) имеют физические сшивки. Необходимым условием для . Самый высокий температурный переход относится к фазе, образующей жесткие звенья. Кроме точек сшивки полимер содержит также эластичную фазу в форме аморфных сегментов цепи: Если температура стеклования данных сегментов1» ниже рабочей температуры, сетчатая структура будет эластичной. При приложении растягивающей нагрузки расстояние между точками сшивки увеличивается. Как только внешняя-нагрузка перестает действовать, материал возвращает свою первоначальную форму и вновь приобретает потерянную ранее энтропию. В результате структура полимера способна- поддерживать механическую нагрузку в равновесии. Физически сшитые полимеры, обладающие ЭПФ, могут рассматриваться как часть класса линейных блок-сополимеров.