Прогнозирование долговечности композитов на основе низкомолекулярного полибутадиенового олигомера

• Автор: Платошкина, Валерия Валерьевна
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 184 с. : ил.

Введение

1 Анализ литературных источников, постановка целей и задач исследований.

1.1 Теплостойкость полимербетонов.

1.2 Теория термоокислительного старения полимеров.

1.3 Анализ исследований параметров долговечности каучуковых композитов

1.4 Термофлуктуационный подход к теории тепловой долговечности.

1.5 Цель и задачи исследований

1.6 Выводы
2 Методика проведения и постановка эксперимента. Оборудование, приспособления, приборы для испытаний

2.1 Обоснование программы экспериментальных исследований

2.2 Применяемые материалы.

2.3 Методики исследований.
2.3.1 Методика испытаний на сжатие
2.3.2 Методика испытаний на растяжение при изгибе.
2.3.3 Методика определения долговечности
2.3.4 Общий линейный метод наименьших квадратов.
2.3.5 Методика поиска коэффициентов.
2.4 Основные приборы, инструменты и оборудование, использованные при проведении исследований
2.5 Математическое планирование и обработка результатов экспериментов
2.6 Выводы
3 Прогнозирование долговечности каучукового полимербетона на уровне матрицы
3.1 Исследование влияния вида марки каучука на долговечность каучукового полимербетона
3.2 Исследование влияния вида ускорителя на долговечность каучукового полимербетона.
3.2.1 Определение долговечности каучукового полимербетона при использовании в смеси ускорителя тиурама Д.
3.2.2 Определение долговечности каучукового полимербетона при использовании в смеси системы ускорителей тиурам Д каптакс
3.2.3 Определение долговечности каучукового полимербетона при использовании в смеси системы ускорителей тиурам Д каптакс дифснилгуанидин.
3.3 Исследование влияния вида активатора на долговечность каучукового полимербетона.
3.4 Исследование влияния антиоксидантов на долговечность каучукового полимербетона.
3.4.1 Оценка влияния антиоксиданта агидола2 на долговечность каучукового полимербетона
3.4.2 Оценка влияния антиоксиданта диафена ФП на долговечность каучукового полимербетона
3.5 Выводы
4 Проектирование состава системы ускорителей. Прогнозирование долговечности каучукового полимербетона на уровне связующего
4.1 Проектирование состава ускорителей каучукового полимербетона.
4.2 Определение долговечности каучукового полимербетона оптимального состава
4.3 Исследование влияния вида наполнителя и его дисперсности на долговечность каучукового полимербетона.
4.3.1 Определение влияния дисперсности наполнителя на долговечность каучукового полимербетона.
4.3.2 Определение влияния вида наполнителя на долговечность каучукового полимербетона
4.4 Анализ деформационных границ долговечности каучукового полимербетона.
4.5 Выводы.
5 Использование результатов исследований. Разработка методики прогнозирования долговечности на персональной электронновычислительной машине ПЭВМ
5.1 Разработка методики прогнозирования на ПЭВМ. Алгоритм программы Определение долговечности.
5.2 Описание программы на ПЭВМ для определения долговечности полимербетона.
5.3 Использование результатов исследований для длительного прогнозирования работоспособности каучукового полимербетона
5.4 Выводы.
Основные выводы.
Список использованных источников


Кремнийорганические полимеры полиорганосилоксаны большая пэуппа полимеров, в составе которых наряду с органической частью в основной цени или боковых ответвлениях присутствует кремний. В качестве МОНОхМерОВ используются соединения, полученные взаимодействием кремния с хлористым метилом и этилом. Благодаря наличию кремния полимеры приобретают ряд специфических свойств повышенную термостойкость до 0. С 2. Эпоксидные полимеры продукты пол и конденсации хлорированных глицеринов с двух либо многоатомными фенолами. Теплостойкостью эпоксидных полимеров 0. С 4. Полиэфиры это группа полимеров, получаемых в результате поликонденсации многоатомных кислот со спиртами. Температура размягчения полиэфиров 0. С 4. Синтетические каучуки являются продуктами полимеризации и сополимеризации ненасыщенных углеводородов 3. Для получения синтетических каучуков в качестве мономеров применяют изопрен, бутадиен дивинил, хлорпрен, изобутилен и др. При нагреве каучука свыше 0 С происходит его превращение в смолоподобную жидкость, после застывания которой уже невозможно получить первоначальный продукт. При температуре около минус 0 С каучук полностью теряет эластичность и превращается в стеклообразную массу. Применение термопластичных полимеров для изготовления несущих конструкционных элементов сдерживается ввиду их низкой температурной стойкости и особенностей их поведения при повышенной температуре. При хранении и переработке полимерных материалов, а также при эксплуатации изделий из них полимеры подвергаются воздействию различных факторов температуры, света, проникающей радиации, кислорода, влаги, агрессивных химических агентов, механических нагрузок. Эти факторы, действуя раздельно или в совокупности, вызывают в полимерах развитие необратимых химических реакций двух типов деструкции, когда происходит разрыв связей в основной цепи макромолекул, и структурирования, когда происходит сшивание цепей. Изменение молекулярной структуры приводит к изменениям в свойствах полимерного материала теряется эластичность, повышается жесткость и хрупкость, снижается механическая прочность, ухудшаются диэлектрические показатели, изменяется цвет, гладкая поверхность становится шероховатой и т. Изменения свойств полимеров и изделий подобного рода называют старением. Главная причина старения полимеров окисление их молекулярным кислородом, которое особенно быстро протекает при повышенных температурах. Термоокислительное старение деструкция это процесс разрушения макромолекул при совместном действии на полимеры повышенных температур и кислорода 4. Присутствие кислорода существенно снижает стойкость полимеров к действию тепла. Первичными продуктами термоокисления являются полимерные гидроперекиси, которые при распаде образуют свободные радикалы, вследствие чего процесс развивается по цепному механизму и является автокаталитическим , . Это объясняется легкостью прямого присоединения кислорода к ССсвязям и образованием очень неустойчивых напряженных циклических перекисей. При термоокислительной деструкции происходит образование больших количеств различных низкомолекулярных кислородсодержащих веществ воды, кетонов, альдегидов, спиртов, кислот. Под воздействием тепловой, световой, механической энергии происходит образование полимерных радикалов. Согласно термофлуктуационной теории разрыв химической связи основной цепи происходит изза избытка АЕ кинетической энергии и образуется бирадикал по схеме 0
ЯЯ2 . При невысокой температуре и снятии нагрузки разрушившаяся связь немедленно восстанавливается рекомбинируется. При наличии внешней нагрузки внешние силы будут препятствовать рекомбинации термофлуктуационных радикалов. При этом в продуктах распада напряженных полимеров присутствуют кислородные группы, образовавшиеся на концах разорванных цепей свободных радикалов, легкоокисляющихся на воздухе. О2 кмОО к. ООН кО но кООНкН ко кН 2 кООН кОО кО Н. НО кНк Н. ОО кООкЮ2 к кОО кООк. Решить проблему старения возможно применением специальных добавок, одними из которых являются антиоксиданты. Антиоксиданты химические соединения, предотвращающие или замедляющие термическое окисление и связанные с ним процессы разрушения в полимерах.