Структурная анизотропия в композициях эластомер-короткое волокно

• Автор: Ионов, Николай Вадимович
• Шифр специальности: 01.04.19
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 177 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1. Литературный обзор
1.1 Современные представления о структуре вулканизатов
и полимерных материалов
1.2 Общие представления о композициях эластомер -короткие волокна
1.3 Применение эластомерных композитов с короткими волокнами
1.4 Свойства эластомер - волокнистых композитов
1.5 Теоретическое описание эластомер - волокнистых систем
2. Объекты и методы исследования
2.1. Объекты исследования
2.2. Методы исследования
3. Анализ условий формирования эластомер - волокнистых композитов
4. Общие закономерности поведения ЭВК при деформации
5. Анизотропные свойства ЭВК и их изменения в ходе температурной обработки (до вулканизации)
6. Изменения анизотропной структуры ЭВК в условиях вулканизации
7. Влияние типа коротких волокон на свойства ЭВК
8. Влияние температуры испытания на свойства ЭВК
9. Оценка вклада различных составляющих
в анизотропию ЭВК
10.Исследование анизотропии в смесях СКИ - полихлоропрен
11. Оценка влияния мод ификации матрицы на свойства ЭВК
Заключение
Выводщ
Литература
Приложение

Введение
Физические свойства полимеров являются базой и основой для создания полимерных материалов, в том числе композиционные материалов на основе эластомеров. Такие материалы, содержащие короткие волокна (ЭВК), получили в настоящее время широкое распространение. Они обладают уникальным комплексом свойств благодаря сочетанию особенностей высокомодульных армирующих волокон и высокоэластичной матрицы и возможности регулирования свойств переходных слоев на границе матрица-волокно
Большинство таких ЭВК отличаются существенной анизотропией, что проявляется во всем комплексе свойств таких материалов. Анизотропия механических свойств приобретает первостепенное значение для материалов, применяющихся в конструкциях, требующих сочетания высокой гибкости и эластичности в одном направлении с высокой прочностью и жесткостью в другом.
Поэтому решение вопроса о связи условий формирования структуры ЭВК с характером изменения их анизотропных свойств приобретает как теоретическое, так и практическое значение.
Существует ряд факторов, влияющих на характер формирования анизотропной структуры ЭВК. Среди них природа матрицы и волокон, температурные условия формирования, уровень межфазно-го взаимодействия и другие.
Однако если в литературе достаточно подробно описаны «предельные» физико-механические свойства таких ЭВК (как конструкционных материалов) в зависимости от типа, концентрации и ориентации волокнистого наполнителя, адгезионного взаимодействия, а также технологические характеристики ЭВК на основе различных эластомеров и наполнителей, то при этом вопросы струк-

ми для ЭВК на основе НК и бутадиен - стирольного каучука, наполненных целлюлозными и арамидными волокнами.
Одно из последних по времени исследований, в котором рассматривается математическая теория применительно к ЭВК [145] базируется на следующих допущениях: непригодности приближения в рамках линейной упругости матрицы даже при малых деформаци-
ях, идее об усреднении напряжений в различных областях матрицы, что позволяет отойти от традиционного правила смесей. Предполагается некоторое преимущественное направление ориентации волокон на фоне общего хаотического распределения, волокно предполагается гибким. Для моделирования ЭВК вводится понятие элементарной ячейки, в которой: рассматривается прямое волокно (аналогично [154]). Ориентация волокон в пространстве учитывалась углом 0. Было предложено считать распределение волокон по угду относительно направления приложения усилия гиперэкспоненци-альным.
Где г|о - параметр идентификации, модели, учитывающий хаотичность распределения волокон.
В связи с тем, что распределение напряжений в системе неизвестно, был введен параметр гр характеризующий неоднородность распределения касательных напряжений в матрице вблизи поверхности волокна. Напряжение композита вычисляется по формуле:
-аиі