Методы экспериментальной физики для исследования взаимодействия на межфазной границе в полимерных композиционных материалах

• Автор: Ананьин, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 125 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Перечень условных обозначений и сокращений
Введение
1 Объект исследования и обзор методов экспериментальной физики для активации поверхности волокон
1.1 Композиционные материалы (КМ) на основе ПЭ волокон
1.2 ПЭ волокно в качестве наполнителя. Структура, свойства
1.2.1 Получение ПЭ волокон
1.2.2 Особенности структуры волокон
1.2.3 Основные свойства
1.3 Адгезионная прочность и ее роль в оптимизации КМ. Способы модификации, методы модификации материалов
2 Радиационно-стимулированные методы модификации армирующих наполнителей КМ
2.1 Источники ионизирующих излучений
2.1.1 Изотопные источники излучения
2.1.2 Ускорители заряженных частиц
2.1.3 Другие источники ионизирующего излучения
2.2 Действие ионизирующих излучений на полимерные материалы
2.2.1 Основные закономерности и процессы при ионизации
2.2.2 Первичные продукты радиолиза в полимерных материалах
2.2.3 Физико-химические превращения полимеров при облучении
2.2.3.1 Сшивание и деструкция как основные процессы при ионизации
2.2.3.2 Газовыделение и изменение ненасыщенноети при ионизации
2.2.3.3 Радиационное и пострадиационное окисление полимеров
2.2.4 Изменение физико-механических свойств полимеров в результате облучения

2.2.5 Радиационно-стимулированная сополимеризация как метод
селективного воздействия на поверхность ПЭ волокна
2.3 Воздействие газоразрядной низкотемпературной плазмы на материалы
2.3.1 Типы разрядной плазмы. Высокочастотный разряд емкостного типа
2.3.2 Плазменная полимеризация и плазменная обработка полимеров. Обзор методов модифицирования поверхности ПЭ волокон
3 Исследование радиационного и плазменного воздействия на ПЭ волокно
3.1 Аппаратурное обеспечение экспериментальных работ по радиационным и плазменным обработкам наполнителя
3.1.1 Гамма облучательная установка «Исследователь РХ-Гамма-30»..
3.1.2 Установка для плазмохимической обработки материалов
3.2 Цель эксперимента, проводимые работы
3.2.1 Модель КМ на основе ПЭ волокна согласно условиям монолитности
3.2.1.1 Условия монолитности материала
3.2.1.2 Требования к физико-механическим свойствам связующего
3.3 Модификация поверхности ПЭ волокна, влияние на характеристики материала
3.3.1 Влияние условий облучения на радиационную стойкость ПЭ волокна
3.3.2 Применение радиационного метода обработки для активации поверхности ПЭ волокна
3.3.3 Реализация метода плазменной обработки ПЭ волокна, нанесение барьерного слоя
Заключение
Литература
Приложение А

Перечень условных обозначений и сокращений
ВЧ - высокочастотный;
КМ - композиционный материал;
МФС - межфазный слой;
ОП - органопластик;
ПА - полиамид;
ІЖМ - полимерный композиционный материал; ПО - полиолефины, полиолефиновое;
ПЭ - полиэтиленовое;
ПЭВ - полиэтиленовое волокно;
ПЭПА - полиэтиленполиамин;
ТФС - тетрафурилоксилан;
ДМФА - диметилформамид;
УФ - ультрафиолетовое.
ЭДА - этилендиамин.

электронов недовозбуждения [58].
При наличии в полимере соответствующей добавки возможно появление возбужденных молекул последней. Возникновение их может происходить преимущественно двумя путями: путем миграции зарядов к молекулам с последующей нейтрализацией и путем передачи энергии от возбужденных молекул матрицы. Во многих случаях второй процесс более вероятен [59].
Передаче энергии возбуждения способствует специфика строения полимеров: наличие длинных цепей и периодичность структуры. Вследствие этого в них возможна миграция энергии на сравнительно большие расстояния. При этом различают внутри- и межмолекулярную передачу энергии возбуждения.
Внутримолекулярная передача происходит в пределах одной и той же макромолекулы. Ее можно рассматривать как передачу энергии между различными частями молекулы (например, между донорной и акцепторной группами).
Межмолекулярная передача энергии имеет место между различными молекулами (например, между возбужденной макромолекулой и акцепторной молекулой). Она может происходить по двум механизмам: обменнорезонансному и индуктивно-резонансному. Первый механизм осуществляется при перекрывании электронных оболочек молекулы донора энергии и молекулы ее акцептора и представляет собой обмен электроном между возбужденной молекулой донора и молекулой акцептора. Второй механизм наблюдается в том случае, когда обе молекулы начинают колебаться с одинаковой частотой. Однако необходимо, чтобы нижний колебательный уровень молекулы донора был расположен выше колебательного уровня молекулы акцептора [60].
Критические расстояния для передачи энергии от макромолекулы-донора к молекуле акцептора составляют 1,5—10 нм [33]. На существенно большие расстояния может происходить миграция энергии по идентичным