Отзыв проф. Кондратова А.П. (Многофункциональные полимерные композиционные материалы на основе поликарбоната и технологии получения инновационной продукции)

Отзыв официального оппонента на диссертационную работу Андреевой Татьяны Ивановны «Многофункциональные полимерные композиционные материалы на основе поликарбоната и технологии получения инновационной продукции», представленную на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.17.06 — Технология и переработка полимеров и композитов Актуальность темы. Совершенствование технологии ударопрочных, абразива- и атмосферо стойких изделий из поликарбоната является актуальным направлением для научных исследований и технологических разработок в области транспортного машиностроения и светотехники. Производство отечественного поликарбоната в значительном объеме обусловливает необходимость создания инновационных материалов, превосходящих по основным характеристикам импортные аналоги, и обоснования экономически целесообразных областей их применения.

Одной из важных областей применения инновационных материалов на основе поликарбоната с оптически активными и светорассеивающими добавками являются изделия светодиодной и лазерной техники различного назначения. Анализ содержания работы и публикаций, Диссертационная работа изложена на 362 страницах (основного тома), состоит из введения, 4 содержательных глав, 5-ой главы — заключения и подробным описанием практического значения и внедрения результатов в производство конкретных марок композитов и деталей для автомобилей, вертолетов, различных светодиодных осветительных устройств и экипировки спортсменов, подробных выводов и списка цитированной литературы из 276 наименований.

Списка сокращений и условных обозначений нет. По теме диссертации опубликованы 16 статей в научных журналах, рекомендованных ВАК. Основные научные результаты исследований достаточно полно раскрыты в 25 публикациях и в описаниях изобретений к патентам РФ упомянутых в тексте диссертации под номерами 60-62, 91-97,99,102,103,178- 180,192-194,201,269-272,275, 276, а также включены в тезисы 7 докладов на международных конференциях. Работа представлена в виде двух томов. Второй том состоит из копий документов, подтверждающих выполнение большинства исследований в рамках государственных целевых программ и внедрение результатов диссертационной работы в производство конкретных изделий и материалов для предприятий машиностроения.

Глава 1 посвящена обзору научно-технической и патентной литературы в области разработки и производства многокомпонентных композиционных 1 материалов, технологических приемов регулирования гетерогенности и гетеро фазности с целью управления механическими и оптическими свойствами изделий машиностроения и светотехники.

Глава 2 посвящена разработке технологии ударопрочных полимерных композиционных материалов на основе смесей полимеров с поликарбонатом. Для смешивания с поликарбонатом использованы три различных вида полимерных пар: несовместимые (полиэтилены и сополимеры этилена с винилацетатом, пропиленом, бутеном, этилакрилатом, акриловой и метакриловой кислотами); ограниченно совместимые (сополимеры АБС, графткаучуки разного состава) и ограниченно совместимые, образующие на границе раздела фаз с поликарбонатом химические связи (полибутилентерефталат и полиэтилентерефталат).

Глава 3 посвящена технологии литья оптически прозрачных изделий из абразивостойких нанокомпозитов и модификации (покрытия) поверхности поликарбоната слоями термоотверждающихся силоксановых композиций (ТСП). В качестве наполнителей для получения абразивостойких материалов использованы нанодисперсии оксидов кремния и алюминия. Показано, что введение нанонаполнителей в поликарбонат приводит к увеличению в — 2 раза критической нагрузки, при которой на поверхности композита появляется царапина за счет укрупнения агломератов из наночастиц в поверхностном слое (материалов) изделий и формирования жесткого квазинепрерывного каркаса из оксидов кремния и алюминия, обладающих высокой твердостью. Для нанесения полимерных покрытий использованы тетраэтоксисилан и различные алкилалкоксисиланы в форме спиртовых растворов, а для повышения адгезии защитных кремнийорганических покрытий к поверхности поликарбоната наносился слой праймера полиметилметакрилата.

Результатом являются две новые технологии получения абразивостойких изделий с защитными покрытиями: первая - для изделий из поликарбоната (ПК+ТСП); вторая — для изделий из поликарбоната, покрытых полимерным праймером (ПК+ПММА+ТСП). Глава 4. посвящена технологии светопреобразующих и светорассеивающих полимерных композиционных материалов на основе поликарбоната. Для изменения спектра светопропускания использован люминофор на основе алюмоиттриевого граната, активированного церием, а для светорассеивания — неорганические наполнители разной дисперсности и полиэтиленовый окисленный воск. Для люминофора определены основные и обобщенные параметры дисперсии, которые позволили установить количественно их связь с светопреобразующими и светорассеивающими характеристиками. При введении в поликарбонат окисленного воска полиэтилена оптимальное соотношение светопропускания и светорассеяния достигается при содержании 0,3 масс.

'.4, которое обеспечивает формирование градиентной структуры матричного типа и комплекс свойств необходимых для создания светорассеивающих материалов. Одним из важных результатов является установление логарифмической зависимости оптимальной концентрации люминофора от толщины литьевого изделия, обеспечивающей цветовую температуру от 3400 К до 4000 К . Обоснованность научных положений и выводов достаточна и не вызывает сомнений, т.к.

базируется на большом количестве экспериментальных данных, полученных лично автором с использованием современных представлений о структуре полимерных композиционных и механизмах разрушения изделий из них в различных условиях эксплуатации. Достоверность научных результатов и выводов по работе обусловлена применением современных технических средств и аттестованных методик выполнения измерений механических и оптических свойств полимерных материалов, использованием статистических методов обработки и анализа экспериментальных данных.

Результаты прикладных исследований приняты заказчиками государственных целевых программ и многократно публично обсуждались на научных российских и международных конференциях. Статьи с научными результатами получили положительные рецензии и опубликованы в специализированном журнале «Пластические массы». Новизна - обоснованы технологические пути упрочнения поликарбоната и его смесей с эластичными полимерами, обеспечивающие повышение устойчивости к ударным нагрузкам конкретных деталей машин; впервые показана принципиальная возможность и получены экспериментальные доказательства повышения абразивостойкости поликарбоната путем нанесения защитного термоотверждаем ого кремнийорганичес кого покрытия, обладающего способностью самозалечивания царапин; — впервые разработаны, получены и испытаны композиционные материалы на основе поликарбоната с оптимальными светотехническими характеристиками, предназначенные для изготовления светорассеивателей различных светодиодных устройств.

Содержание автореферата, включая рисунки и таблицы полностью соответствует содержанию диссертации. В тексте отсутствует заимствованный материал без ссылки на автора или источник заимствования. Замечания по диссертации и автореферату: 1. В диссертации нет списка сокращений и условных обозначений, который необходим для анализа многочисленных экспериментальных результатов полученных на образцах полимерных композитов содержащих множество ингредиентов сложного состава. 2.

В диссертации на странице 93 на рис. 2.12 представлены зависимости ударной вязкости по Шарпи поликарбоната, полиэтилена (ПЭНП) и композиций поликарбоната с полиэтиленом и сополимером этилена с винилацетатом (СЭВА) от температуры. Под номером 4 поименована зависимость ударной вязкости ПЭНП от температуры„которая отсутствует на рисунке. А аналогичная зависимость для сополимером этилена с винилацетатом в диссертации не упоминается. 3. В диссертации на странице 92 на рис. 2.11 и рис.2 автореферата представлены зависимости тангенса угла диэлектрических потерь смесей поликарбоната с 5 масс. ',4 СЭВА и ПЭНП, но аналогичная зависимость для ПЭНП не приводится и не упоминается, что затрудняет анализ результата смешения полимеров. Точки на кривых трудно различимы по форме и не позволяют найти различие значений тангенса угла диэлектрических потерь в поликарбонате и в смесях поликарбоната с полиолефинами в области низких температур.

4. В диссертации на странице 97 и странице 13 автореферата указаны диапазоны диаметров пор (- 0,1 — 3,0 мкм) и диаметров частиц сферической формы (0,2 — 9,6 мкм), расположенных внутри пор. Не ясно как большие частицы размещается в прах меньшего диаметра. 5. В диссертации на странице 211 на рис. 3.27 показано изменение содержания растворителя в пленке термоотверждаемо го силиконового покрытия (ТСП) в зависимости от времени сушки. При этом в подписи указано, что это зависимость времени десорбции изобутанола из ТСП от температуры. Кроме несоответствия подписи содержанию рисунка не совсем ясно как автору удалось достигнуть полной десорбции высококипящего изобутанола (Т„„, -108 'С) из полимерного покрытия за 8 минут при 50 'С.

6. На странице 14 автореферата и странице 97 диссертации утверждается, что усадка после термообработки смеси ПК + 5',4 масс. ПЭНП в 6 раз выше, чем усадка ПК, что не подтверждается результатами дилатометрических измерений, приведенных в диссертации. 7. В списке литературы имеется неудачный перевод термина и повтор ссылки на один источник информации по номерами 232 и 238 (СЬап811, Х. Светопроницаемость поликарбонатного многостенного листа, используемого в качестве материала для остекления теплиц........... д Тгапз. СЫп. Бос.

Аяг. Епя. - 2006. - №11. — Р. 192-196). Сделанные замечания не снижают общей положительной оценки диссертационной работы. Диссертация Татьяны Ивановны Ацдрее вой является законченной научно-квалификационной работой, в которой содержатся новые защищенные патентами научно обоснованные технологические решения, позволившие создать производство конструкционных полимерных композиционных материалов многофункционального назначения, с уникальным сочетанием технических характеристик на основе отечественных марок поликарбоната.