Отзыв организации (Высокотехнологичные эпоксидные нанодисперсии и нанокомпозиты с регулируемой структурой и комплексом свойств)

Удостоверение о сдаче кандидатских экзаменов № 17-21/746-2017выдано вфедеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшегообразования «Московском технологическом университете (институт тонких химическихтехнологий им. М.В. Ломоносова)» 10 апреля 2017 г.Научныйруководитель–Симонов–ЕмельяновИгорьДмитриевич,доктортехнических наук, профессор, заведующий кафедрой химии и технологии переработкипластмасс и полимерных композитов федерального государственного бюджетногообразовательного учреждения высшего образования «Московский технологическийуниверситет (институт тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова)».Диссертационная работа была рассмотрена на заседании кафедры химии итехнологиипереработкипластмассиполимерныхкомпозитовфедеральногогосударственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования«Московский технологический университет (институт тонких химических технологий им.М.В.

Ломоносова)» (протокол № 2 от 26.09.2017).Присутствовали:11 человек – Заведующий кафедрой химии и технологии переработки пластмасс иполимерных композитов, д.т.н., проф Симонов-Емельянов И.Д., д.т.н., проф. Власов С.В.,д.т.н., проф. Марков А.В., к.т.н., доц. Суриков П.В., к.т.н., доц. Ушакова О.Б., к.т.н., доц.Ковалева А.Н., к.т.н. Севрук В.Д., Апексимов Н.В., Пыхтин А.А., Уманский Д.З., ЛипатовВ.В.По докладу задавали вопросы и участвовали в обсуждении: д.т.н., проф.Власов С.В., д.т.н., проф.

Марков А.В., к.т.н., доц. Суриков П.В., к.т.н., доц. Ушакова О.Б.,к.т.н., доц. Ковалева А.Н.Были заданы следующие вопросы:Власов С.В.: В качестве объектов исследования Вами были выбраны слдеующиенанонаполнители: многослойные углеродные нанотрубки и астралены, которые широкоприменяютсявсовременнойпромышленности,длячегобылиисследованынанодисперсии и эпоксинанокомпозиты на основе белых саж марок БС-50, 100 и 120?Ответ докладчика: Частицы белой сажи были использованы, потому что ониимеют другую химическую природу, а так же частицы БС-50,100 и 120 имеют различнуюудельную поверхность.

К тому же углеродные нанотрубки стоят ~ 40$ за грамм,астралены ~ 20$ за грамм, а белая сажа стоит ~ 8-10 рублей за килограмм, поэтомуисследование влияния наночастиц оксидной природы представляло интерес еще и сэкономической точки зрения.Суриков П.В.: Каким образом Вы исследовали кинетику нарастания остаточныхнапряжений нанодисперсий при отверждении?Ответ докладчика: Для определения кинетики нарастаниянапряжений иих уровняостаточныхбыл использован консольный метод (разработанный А.Т.Санжаровским), основанный на измерении деформации упругой подложки с покрытием,которая происходит в результате усадки при отверждении олигомерного покрытия.Суриков П.В.: Для исследования структуры нанодисперсий был использованметод спектра мутностей, сохраняет ли своим параметры структура (размер агломератовнаночастиц)в ходе реакции отверждения ннаодисперсий? Каким методом это былозафиксировано.Ответ докладчика:При переходе от жидкого состояния к твердому, в ходереакции отверждения нанодисперсий, размер агломератов наночастиц практически неизменяется.

В качестве подтверждения приведены микрофотоснимки морфологииструктуры отвержденных эпоксинанокомпозитов, полученные с помощью электронногомикроскопа.Марков А.В.: Почему в качестве измерительного элемента для исследованиякинетики нарастания остаточных напряжений вы выбрали именно стеклянные пластинки?Ответ докладчика: Стеклянные пластинки моделируют поверхность стеклянноговолокна, полых стеклосфер и стеклошариков, которые широко применяются для созданиядисперснонаполненных и армированных полимерных композиционных материалов.Ушакова О.Б.: В вашей работе представлены данные по исследованию физикомеханических характеристик эпоксинанокомпозитов, которые представлены в достаточнобольшом объеме научно-технических работ.

Для чего вы исследовали данныехарактеристики эпоксинанокомпозитов?Ответ докладчика: Действительно в ряде работ представлены данные поисследованию физико-механических характеристик в зависимости от концентрациинаночастиц. Однако, мы определили не только данные зависимости, но и впервыеустановили связь между физико-механическими параметрами эпоксинанокомпозитов идиаметрами агломератов наночастиц.Ковалева А.Н.: Каким методом вы добивались распределения наночастиц волигомерах с заданными параметрами гетерогенности?Ответ докладчика: Для введения и распределения частиц нанонаполнителей быларазработана технология дробного введения. Навески нанонаполнителей предварительноподвергались помолу в шаровой мельнице и сушке в течение 4 часов при 100 оС.

Затемготовилась 1% дисперсия и методом разбавления мы получали заданную концентрациюнаночастиц. В дальнейшем эту смесь перемешивали 30 минут при 80 оС, охлаждали до 10оС и перемешивали еще 40 минут. Отвердитель вводили после распределения нанчоастицпри комнатной температуре.По итогам обсуждения было принято следующее заключение:Личноеучастиесоискателявполучениирезультатов,изложенныхвдиссертацииПредставленные в диссертации результаты получены лично автором в процессепроведения анализа литературных источников по теме диссертации, экспериментов поисследованию процессов усадки и накопления остаточных напряжений при отверждениикомпозиций на основе эпоксидных олигомеров, а также формулирования выводов ирекомендаций.Степень достоверности результатов проведенных исследованийНаучныеположения,достоверностьрезультатов,атакжерекомендации,сформулированные в работе, опираются на большой экспериментальный материал,выполненный на высоком научном уровне, с использованием современных физикохимических методов исследования и методов математической обработки.Степень новизны результатов проведенных исследованийУстановлены закономерности формирования на нано- и микроуровне агломератовиз наночастиц углеродной и оксидной природы в эпоксидных нанодисперсиях инанокомпозитах в зависимости от их природы, размеров, концентрации иоптимизированыусловияполучениянанодисперсийсразнымуровнемгетерогенности.

Показано, что морфология структуры и размер агломератов вэпоксидном олигомере, как на нано- (до ~ 100 нм), так и микроуровне (до ~ 390нм), практическине изменяются в процессе отверждения при переходесвязующего из жидкого в твердое состояние (матрица).Доказано, что введение наночастиц углеродной и оксидной природы оказываетвлияние на кинетику процессов отверждения, усадки и нарастания напряжений вэпоксидныхолигомерах.Показано,что,регулируякинетикупроцессовструктурообразования и агломерации наночастиц, можно сократить времягелеобразования при отверждении ЭО ~ в 2-3 раза, снизить усадку ~ на 20-30%,уровень остаточных напряжений ~ в 4-12 раз и создать высокотехнологичныеэпоксинанокомпозиты и связующие для армированных пластиков.Впервые установлена связь структуры и размеров агломератов из наночастицуглероднойиоксиднойприродысосвойстваминанодисперсийиэпоксинанокомпозитов.

Показано, что минимальная вязкость, усадка и остаточныенапряжения при отверждении, а также максимальная прочность, модуль упругостии ударная вязкость достигаются только при формировании в структуре эпоксиднойматрицы агломератовоптимального размера ~150-295нм иконцентрациинаночастиц.Впервые получены результаты о влиянии агломератов из наночастиц (БС-120) иультрадисперсных частиц (пылевидный кварц марки «А») одной оксиднойприроды (SiO2) и размера (~ 150 нм) на морфологию структуры и физикомеханические характеристики эпоксидных полимеров.

Показано, что агломератыиз наночастиц БС-120 диаметром ~ 150 нм повышают ударную вязкостьэпоксинанокомпозитов в ~ 2 раза, а ультрадисперсные частицы (диаметр ~ 150 нм)эпоксидных полимеров - всего на ~ 25%, что указывает на высокую эффективностьиспользования наночастиц.Практическая значимость результатов проведенных исследованийРазработана технология ступенчатого (дробного) введения и распределениянанонаполнителей различной природы в ЭО на разных уровнях гетерогенности (нано- имикроуровне) для получения нанодисперсий и эпоксинанокомпозитов с заданнойструктурой и комплексом улучшенных технологических и эксплуатационных свойств,заключающаясявмногократномпоследовательномразбавлениивысококонцентрированной дисперсии наночастиц в ЭО, с последующим механическимсмешением при разных температурных режимах.Предложеныоптимальныесоставыэпоксидныхнанодисперсийиэпоксинанокомпозитов (МУНТ-0,025 об.%, Астралены «В»-0,1 об.%, БС-50-0,05 об.%,БС-100 -0,01 об.%, БС-120 -0,005 об.%) с низкой вязкостью (~ на 20-30 %) на основе ЭОмарки DER-330 и наночастиц углеродной и оксидной природы с пониженными усадками(на ~ 20-30%), уровнем остаточных напряжений (~ в 4-12 раз) и повышенными ударнойвязкостью (~ в 2 раза), модулем упругости (~ в 2-2,5 раза) и прочности при сжатии (в ~1,5раза) в качестве компаундов, клеев, герметиков и связующих для полученияконструкционных угле- стеклопластиков авиационного назначения.Разработанные составы эпоксинанокомпозитов были использованы в ФГУП«ЦАГИ им.

Н. Е. Жуковского» для создания элементарных и конструктивно подобныхобразцовагрегатовавиационныхконструкцийизПКМнаосновенаномодифицированного эпоксидного связующего с улучшенным комплексом физикомеханических характеристик(Акт 1, ФГУП «ЦАГИ им. Н. Е. Жуковского», см.Приложение).Соответствие диссертации требованиям установленным п. 14 Положения оприсуждении ученых степенейДиссертация и автореферат прошли проверку на наличие неправомерныхзаимствований в системе «Антиплагиат. ВУЗ»Оценка оригинальности:Диссертация- 87,47 %Автореферат – 94,55 %Соответствие диссертации паспорту специальности.Диссертационная работа полностью соответствует паспорту специальности 05.17.06- Технология и переработка полимеров и композитов (П. 2 Полимерные материалы иизделия; волокна, каучуки, компаунды, покрытия, клеи, компаунды, получениекомпозиций, прогнозирование свойств, фазовые взаимодействия, исследования внаправлении прогнозирования состав-свойства, гомогенизация композиции, процессыизготовления изделий (литье, экструзия, прессование и т.д.), протекающие при этом,последующая обработка с целью придания специфических свойств, модификация,вулканизация каучуков, отверждение пластмасс, синтез сетчатых полимеров и П.3Физико-химическиеосновыпроцессов,происходящихвматериалахнастадииизготовления изделий, а также их последующей обработки и в процессе эксплуатации(деструкция, старение), экологические проблемы технологии синтеза полимеров иизготовления изделий из них.Полнота изложения диссертации в опубликованных работахОсновное содержание диссертационной работы изложено в 5 научных статьях,опубликованных в журналах, рекомендованных ВАК РФ, 2 статьях Scopus и 13 тезисахдокладов на Международных и Всероссийских конференциях.ДиссертацияПыхтинаА.А.являетсянаучно-квалификационнойработой,соответствующей требованиям п.

9 Положения ВАК РФ о порядке присуждения ученыхстепеней, в которой решена актуальная задача полимерного материаловедения итехнологии получения эпоксикомпозитов с наночастицами различной химическойприроды, формы, размера, удельной поверхности на основе ЭО с регулируемымкомплексом технологических и эксплуатационных свойств для создании новых.