Функциональные материалы на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена

• Автор: Пономарев, Игорь Николаевич
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 139 с. : ил.

Содержание
Введение

1 Литературный обзор

1.1 Свойства, получение и переработка сверхвысокомолекулярного

полиэтилена

1.2 Описание изотермической кристаллизации

1.3 Неизотермическая кристаллизация полимеров

1.4 Функциональные материалы на основе СВМПЭ

Постановка задачи исследования

2 Объекты и методы исследования

2.1 Объекты исследования

2.2 Методы исследования
3 Результаты экспериментальных исследований и их обсуждение
3.1 Исследование процессов структурообразования в дисперсно
наполненных системах сверхвысокомолекулярного полиэтилена
3.2 Реологические свойства наполненных гелей СВМПЭ
3.3 Физикомеханические свойства гелей СВМПЭ
3.4 Долговечность наполненных гелей сверхвысокомолекулярного
полиэтилена
Практическая значимость работы
Список литературы


Свойства растворов полимеров и, следовательно, гелей после охлаждения определяются рядом факторов, таких как природа растворителя, температура и концентрация полимера. На свойства гелей СВМПЭ может оказывать влияние также морфология порошков полимера, полученных при использовании разных катализаторов полимеризации [7]. К^), где а - степень кристалличности, К - константа скорости кристаллизации, 1 - время, п - постоянная Аврами. При выводе этого уравнения были приняты упрощающие предположения о гомогенном зародышеобразовании и п-мерном линейном росте, обычно пригодные для низкомолекулярных веществ. При обработке экспериментальных данных по кинетике изотермической кристаллизации гибкоцепных полимеров с помощью уравнения Аврами возникают неоднозначности в морфологической интерпретации получаемых значений показателя п. Независимо от способа экспериментального наблюдения, для хорошего согласия уравнения Аврами с экспериментом необходимо предположить, что показатель п должен уменьшаться по мере завершенности фазового перехода. Согласие экспериментальных данных, полученных для кристаллизующихся полимеров, с теорией Аврами может быть получено только при конверсии -%. Ки)п“]1/<,-г) где Кцз и - константа кристаллизации и экспонента Урбановиси и Сегала, г - параметр, который удовлетворяет условию г> 0. Когда г ->1, уравнение становится идентичным уравнению Аврами. Тобин в своих работах [, ] рассмотрел 4 различных механизма зародышеобразования: 1) гомогенное зародышеобразование; 2) гетерогенное зародышеобразование: рост всех зародышей начинается одновременно; 3) гетерогенное зародышеобразование, когда образование растущих поверхностей из зародышей является процессом первого порядка; и 4) смешанное гетерогенно-гомогенное зародышеобразование, когда после начала роста гетерогенных зародышей в незакристаллизованных участках материала появляются также гомогенные зародыши. При выводе выражений для описания кинетики кристаллизации при разных механизмах автор учитывал влияние столкновений растущих поверхностей. Для различных случаев соответствуют различные значения параметра п. В первом случае п принимает значения равные 3, в случае 2-х мерного роста, и 4, в случае 3-х мерного. Второму случаю соответствуют значения 2 и 3 соответственно для 2-х мерного и 3-х мерного роста. А третий механизм приводит к дробным значениям п: 2. Е + (г’/3) для трёхмерного роста а(1)/(1-а(0) = С + (/4) где Е, в - константы Е + /3)} ~ О", 0 < а (1) < 0. При выводе всех вышеприведенных уравнений в расчет не были приняты такие явления как период индукции, медленная рекристаллизация после основной кристаллизации, нелинейный рост. В работе [] теоретически и экспериментально была рассмотрена проблема точного моделирования изотермической кристаллизации полимеров, с целью нахождения наиболее точной кинетической модели простой и комплексной кристаллизации. По результатам проведенного эксперимента авторы полагают, что модель Тобина обеспечивает более точное описание простого механизма кристаллизации таких материалов, как чистые металлы, промышленные полимеры и полимеры с высокой молекулярной массой. Для описания комплексной кристаллизации была предложена модель Хиллера. Хиллер, основываясь на опытах других авторов, отмеченных в его статье, полагал, что дифференциальная масса кристаллизующегося материала вначале превращается по а-, Аврами подобному механизму, и затем по р-, тоже Аврами подобному механизму. В этом случае оба механизма одновременно протекают внутри любого конечного образца, но строго следуют друг за другом с позиций любой дифференциальной массы образца. Совпадение экспериментальных данных с моделью Хиллера наблюдалось довольно редко, но очень часто конечное значение пр < 1. В результате решение интеграла в уравнении Хиллера может быть не точным при т = I, что безусловно влияет на ход и результаты оптимизации какого-либо параметра. Эта проблема, однако, может быть решена, если изменить модель Хиллера: любая фракция материала, которая подвергается а-процессу, с! I) = а„(0 +| ар(1-т)с1а„(т) где арО>т) получается из любой модели выбранной для описания.