Поверхностная модификация полиэтиленовых плёнок и волокон методом импульсной ионно-лучевой обработки

• Автор: Якушева, Дина Эдуардовна
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 170 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ.
Введение

1. Литературный обзор

1.1. Физические методы поверхностной модификации полимерных

материалов.

1.2. Структурные превращения при физической модификации полимеров

1.3. Основные виды ионных источников.

1.4. Свойства полимеров после ИЛО в зависимости от параметров обработки и

химической структуры исходных макромолекул.

1.5. Поверхностная модификация полимеров методом прививки на

активированную поверхность реакционноспособных мономеров

1.6. Перспективы применения модифицированных ИЛО полимерных
материалов и композитов на основе СВМПЭ
2. Объекты и методы исследования.
2.1. Объекты исследования
2.2. Экспериментальные методы исследования.
3. Исследование структуры и свойств плнки из полиэтилена высокого
давления после ИЛО.
3.1. Изучение структуры поверхностного слоя ПЭВД плнок после ИЛО
методом ИКспектроскопии многократного нарушенного полного внутреннего отражения МНПВО
3.2. Изучение структуры поверхностного слоя ПЭВД плнки после ИЛО
методом УФспектроскопии.
3.3. Изучение структуры поверхностного слоя ПЭ плнок методом
рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии РФЭС.
3.4. Изучение энергетических характеристик поверхности ПЭВД плнки после ИЛО
3.5. Изучение надмолекулярной структуры ПЭВД плнки после ИЛО термическими методами анализа и методом рентгеновской дифрактометрии
3.6. Изучение гельфракции ПЭВД плнки после ИЛО
3.7. Исследование физикомеханических характеристик ПЭВД плнки после ИЛО.
3.8. Механизмы химических реакций макрорадикалов поверхностного слоя ПЭВД плнки после ИЛО.
3.9. Влияние режимов ионнолучевой обработки на разогрев материала из полиэтилена.
3 Влияние режимов ИЛО на структуру материалов из полиэтилена
3 Изучение адгезии ПЭВД плнки после ИЛО
3 Компьютерное моделирование прохождения ионов через полиэтилен
4. Структура и свойства модифицированных СВМПЭ волокон.
4.1. Изучение поверхности СВМПЭ волокон после ИЛО методом сканирующей электронной микроскопии
4.2. Исследование структуры поверхностного слоя модифицированных СВМПЭ волокон методом ИКспектроскопии МНПВО.
4.2.1. Исследование структуры поверхностного слоя СВМПЭ волокон после ИЛО
4.2.2. Исследование структуры поверхностного слоя СВМПЭ волокон после инициированной ИЛО прививки акриловых мономеров
4.3. Исследование морфологии СВМПЭ волокон после ИЛО методом дифференциальной сканирующей калориметрии
4.4. Исследование надмолекулярной структуры СВМПЭ волокон после ИЛО методом рентгеновской дифрактометрии.
5. Композита с армирующим материалом на основе модифицированных СВМПЭ волокон.
5.1. Изучение адгезионных характеристик СВМПЭ волокон после ИЛО.
5.2. Изучение адгезионных характеристик СВМПЭ волокон после прививки акриловых мономеров к активированной ИЛО поверхности
5.3.Теоретические расчты прочностных характеристик композитов армированных однонаправленными СВМПЭ волокнами.
Выводы.
ЛИТЕРАТУРА


Физическая, или безреагентная, модификация поверхности полимерных материалов имеет следующие преимущества по сравнению с химической отсутствуют дополнительные операции в технологическом процессе по очистке от остатков реагентов, а также по обезвреживанию сточных вод, так как химические реагенты не применяются не требуется больших затрат труда такая обработка является непродолжительной процесс экологически безвреден 1. Вс многообразие методов физической обработки, применимых к полимерным материалам включает воздействие звуковых и электромагнитных волн различной частоты, воздействие пучков ускоренных частиц и может быть классифицировано следующим образом Схема 1. Схема 1 Классификация физических методов обработки полимерных материалов. Целью всех физических методов обработки полимерных материалов является модифицирование поверхностных свойств, улучшающее их эксплуатационные свойства или подготовка поверхности, иначе называемая активацией, для проведения дальнейшей модификации поверхностного слоя. Необходимо также учитывать, что практически все способы обработки после достижения критических параметров воздействия затрагивают не только поверхностный слой, но и приводят к изменениям в толще материала. Рассмотрим основные физические методы, применяющиеся для обработки различных полимерных материалов и изделий. Термическая обработка. Тепловая обработка чрезвычайно проста в исполнении, поэтому е довольно часто используют для активации поверхности полимерных материалов, в том числе и химических волокон, а в ряде случаев она даже позволяет исключить стадию их аппретирования. Тепловая обработка приводит к изменению формы и механических свойств химических волокон, придат им извитость, объмность, безусадочность, повышает их эластические свойства и влияет на сорбционные и диффузионные свойства. Однако необходимо иметь в виду, что с повышением температуры и продолжительности теплового воздействия снижаются прочностные свойства многих синтетических волокон. Эффективный и быстрый переход тепла к термообрабатываемой нити достигается с помощью лазера. Благодаря монохроматичности и когерентности лучей лазера, а также высокой плотности энергии их излучения, лазер особенно удобен и эффективен как источник энергии для термообработки химических нитей. Также для обеспечения быстрого объмного нагрева химических волокон и изделий из них весьма целесообразно применение СВЧнагрева. I
Электрофизическая обработка. При электрофизической обработке поверхности полимерных материалов для е активации используют электрические разряды. При этом возникает множество активных частиц, тип и количество которых зависит от условий разряда. Несмотря на многообразие используемых режимов обработки электроразрядами постоянного тока при помощи устройств различных типов, при такой модификации поверхности полимеров различных классов наблюдаются и общие закономерности. Воздействие электрических разрядов на полимерные материалы приводит к структурным изменениям их поверхностного слоя, а именно повышению степени сшивания макромолекул, эрозии и окислению материла на поверхности. Механизм воздействия газового разряда на полимерные материалы довольно сложен, однако, основные процессы достаточно хорошо изучены. Например, в работе 2 предполагается, что происходящие изменения обусловлены не только кинетической энергией, но и суммарной энергией электронов. Энергия электронноионной рекомбинации, минуя стадию выделения тепла, непосредственно преобразуется в энергию возмущения структуры функциональных групп, особенно находящихся в аположении. Если на поверхности оказываются не только электроны, но и отрицательные ионы кислорода, то рекомбинация с ними положительных ионов может быть источником возникновения окислительных процессов. Пробойные электрические разряды, такие как дуги и искры, довольно редко используют для модификации полимерных материалов. Значительно более применимыми являются непробойные разряды коронный и тлеющий. Считается, что коронный разряд действует на аморфные участки полимеров, что приводит к увеличению степени кристалличности и возрастанию поверхностного натяжения.