Разработка технологий и аппаратурного оформления процессов наноуглеродного модифицирования композиционных материалов на основе эпоксидных смол

• Автор: Блохин, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 05.17.08, 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 117 с. : ил.

1.1 Классификация композиционных материалов

1.2 Типы композиционных материалов по материалу матрицы

1.3 Структура композиционных материалов

1.4 Полимеры, применяемые в композиционных материалах.

1.5 Способы модификации эпоксидных полимеров

1.6 Наноматсриалы применяемые в ПКМ.

1.7 Углеродные нанотрубки.

1.8 Композиты на основе МУНТ

1.9 Рынок композитов

ГЛАВА 2. ОБОСНОВАНИЕ ВЛИЯНИЕ ДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ

НА ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

ПОЛИМЕРНЫХ МАТРИЦ
2.1 Механизм разрушения ПКМ и влияние на него дисперсного
наполнителя и его размера
2.2 Структурирующее влияние наполнителя на
полимерную матрицу.
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО РАЗРАБОТКЕ ТЕХНОЛОГИИ ВНЕСЕНИЯ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МУНТ С ЦЕЛЫО УЛУЧШЕНИЯ СВОЙСТВ ЭПОКСИДНОЙ
МАТРИЦЫ.
3.1. Характеристика исходного сырья и реагентов
3.2 Внесение углеродного наноматериала в эпоксидную матрицу
простым перемешиванием
3.3 Определение исходной дисперсности МУНТ.
3.4 Дезинтеграция агломератов МУНТ в планетарной мельнице
3.5 Дезинтеграция агломератов МУНТ в трехвалковой мелнице
3.6 Влияние воздействия УЗ на структуру и
свойства дисперсии МУНТ.
3.7 Определение физикомеханических характеристик
наномодифицированной эпоксидной матрицы
3.8 Влияние ПАВ и диспергаторов на прочность
наномодифицированной эпоксидной матрицы.
3.9 Применение метода ИК спектроскопии для
иелледования наномодифицированной эпоксидной матрицы
3. Исследование структуры наномодифицированной
эпоксидной матрицы с помощью электронной микроскопии
3. Влияние МУНТ на теплопроводность наномодифицированной эпоксидной матрицы
3. Влияние МУНТ на электросопротивление
наномодифицированной эпоксидной матрицы.
ГЛАВА 4. АППАРАТУРНОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОФОРМЛЕНИЕ ПРОЦЕССА НАНОУГЛЕРОДНОГО
МОДИФИЦИРОВАНИЯ.
4.1 Разработка схемы производства наномодифицированного связующего
на основе эпоксидных смол.
4.2 Разработки аппаратурного оформления стадии воздействия УЗ
на суспензию МУНТ в эпоксидной смоле
4.3 Апробация в условиях реального производства.
4.4 Определение требований к хранению наномодифицированных
эпоксидных смол и концентратов на их основе.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ


Варьируя состав матрицы и наполнителя, их соотношение, ориентацию наполнителя, получают широкий спектр материалов с требуемым набором свойств. Композиционный материал обладает свойствами, которыми не может обладать ни один из компонентов в отдельности. Лишь только при этом условии есть смысл их применения. Все КМ делят на два вида естественные и искусственные. Композиционные материалы различаются типом матрицы органическая, неорганическая, ее перерабатываемостью термопласт, термосет, типом усиливающих элементов, их ориентацией изотропная, одноосно ориентированная и непрерывностью. Основой матрицы КМ могут служить металлы или сплавы КМ на металлической основе, а также полимеры, углеродные и керамические материалы КМ на неметаллической основе. Типы композиционных материалов по материалу матрицы. Композиционные материалы с металлической матрицей. Композиционные материалы состоят из металлической матрицы чаще А1, , 1 и их сплавы, упрочненной высокопрочными волокнами волокнистые материалы или тонкодисперсными тугоплавкими частицами, не растворяющимися в основном металле дисперсноупрочненные материалы. Металлическая матрица связывает волокна дисперсные частицы в единое целое. Композиционные материалы с неметаллической матрицей. В качестве неметаллических матриц используют полимерные, углеродные и керамические материалы. Из полимерных матриц наибольшее распространение получили эпоксидная, фенолоформальдегидная и полиамидная смолы. Структура композиционных материалов По структуре композиты делятся на несколько основных классов волокнистые, слоистые, дисперсноупрочненные, упрочненные частицами и нанокомпозиты. В слоистых композиционных материалах матрица и наполнитель расположены слоями. Микроструктура остальных классов композиционных материалов характеризуется тем, что матрицу наполняют частицами армирующего вещества, а различаются они размерами частиц. В композитах, упрочненных частицами, их размер больше 1 мкм, а содержание составляет по объему, тогда как дисперсноупрочненные композиты включают в себя от 1 до по объему частиц размером от 0, до 0,1 мкм. Размеры частиц, входящих в состав нанокомпозитов нового класса композиционных материалов еще меньше и составляют 0 нм. Волокнистые композиционные материалы. Часто композиционный материал представляет собой слоистую структуру, в которой каждый слой армирован большим числом параллельных непрерывных волокон. Каждый слой можно армировать также непрерывными волокнами, сотканными в ткань, которая представляет собой исходную форму, по ширине и длине соответствующую конечному материалу. Нередко волокна сплетают в трехмерные структуры. Прочность композиционных волокнистых материалов определяется свойствами волокон матрица в основном должна перераспределять напряжения между армирующими элементами. Поэтому прочность и модуль упругости волокон должны быть значительно больше, чем прочность и модуль упругости матрицы. Жесткие армирующие волокна воспринимают напряжения, возникающие в композиции при нагружении, придают ей прочность и жесткость в направлении ориентации волокон. Дисперсноупрочненные композиционные материалы. В отличие от волокнистых композиционных материалов в дисперсноупрочненных композиционных материалах матрица является основным элементом, несущим нагрузку, а дисперсные частицы тормозят движение в ней дислокаций. Высокая прочность достигается при размере частиц 0 нм при среднем расстоянии между ними нм и равномерном распределении их в матрице. Прочность и жаропрочность в зависимости от объемного содержания упрочняющих фаз не подчиняются закону аддитивности. Стекловолокинты. Стскловолокииты полимерные композиционные материалы, армированные стеклянными волокнами, которые формуют из расплавленного неорганического стекла. В качестве матрицы чаще всего применяют как термореактивные синтетические смолы фенольные, эпоксидные, полиэфирные и т. Эти материалы обладают достаточно высокой прочностью, низкой теплопроводностью, высокими электроизоляционными свойствами, кроме того, они прозрачны для радиоволн.