Автореферат (1090113), страница 10
Текст из файла (страница 10)
28, кривая 4) и при этом сохраняется невысокая себестоимость изделий с учетомстоимости специальной добавки.Цветовая температура и освещенность люминесцентной композиции ПК + 2,2 масс. %люминофора при введении 0,3 масс % ПЭ воска улучшаются: освещенность возрастает с 532 до760 лк – на 30%, а цветовая температура снижается с 4100 до 3400 и белое излучение становитсяболее теплым, согласно диаграмме МКО.Таким образом, только при совместном действии люминофора, как преобразователяизлучения синего диода и окисленного ПЭ воска, повышающего эффективность его действия иизменяющего светорассеяние, можно создавать на основе ПК высокоэффективные светопреобразующие и светорассеивающие ДНПКМ.Таким образом, впервые в работе представлены зависимости светопреобразующих исветорассеивающих свойств композиций ДНПКМ на основе ПК с люминофором ФЛЖ-7-570 иокисленным ПЭ воском от обобщенных параметров Θ и аср, что позволяет установить связь ихструктуры и свойств с обобщенными параметрами с одновременным учетом размера, упаковки,формы и содержания частиц дисперсного наполнителя.
Такой подход позволяет прогнозироватьструктуру,свойстваирассчитыватьсоставыДНПКМсхарактеристиками, при известных параметрах исходных компонентов.40заданнымиоптическимиГлава 5. Заключение и практическая значимость работыВ главе 5 представлены данные о практической значимости проведенных научныхисследований, оптимальных составах и технологиях получения новых многофункциональныхкомпозиционных материалов на основе ПК и создания инновационной продукции, направленнойна укрепление отечественного рынка.Вдиссертационнойработеразработанынаучныеосновы,составы,техническаядокументация и технологии получения полимерных композиционных материалов на основе ПК иизделиймногофункциональногоназначения(ударопрочные,абразивостойкие,свето-преобразующие и светорассеивающие), освоено опытно-промышленное и промышленноепроизводство ДНПКМ и изделий различными методами переработки, а также созданаинновационная продукция, конкурентно-способная на мировом рынке (Приложение, том2).ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ1.
Проведенные комплексные исследования позволили решить крупную научно-техническуюпроблему создания инновационной продукции, конструкционных полимерных композиционныхматериаловмногофункциональногоназначения,суникальнымсочетаниемтехническиххарактеристик на основе отечественных марок поликарбоната, что позволило существеннорасширить ее ассортимент и укрепить разрабатываемый сегмент российского рынка.Разработан системный подход, который позволил на базе фундаментальных исследований поорганизации многоуровневой гетерогенной гетерофазной структурыдисперсных системпроектировать составы, технологии и получать высоко ударостойкие, абразивостойкие ихимически стойкие, светопреобразующие и светорассеивающие конструкционные материалы наоснове ПК и изделия различного технического назначения.2.
Впервые на основе анализа выполненного комплекса фундаментальных и прикладныхисследований по созданию дисперсно-наполненных полимерных композиционных материалов(ДНПКМ) предложен методологический подход, алгоритм и логистика по организациимногоуровневой дисперсной структуры для систем на основе ПК. Выявленные закономерностиобеспечивают четкое регулирование ряда функциональных свойств ДНПКМ, ударостойкости,абразивостойкости, оптических и светотехнических характеристик. С позиций решетчатыхмоделей для описания дисперсной структуры предложены модель и обобщенные параметры (аср,аср/d, Θ, В и М), которые одновременно учитывают форму, размер, упаковку дисперсной фазы,взаимодействие на границе раздела фаз. Определены характерные значения параметра Θ и связь сударными,оптическими,светотехническимихарактеристикамииабразивостойкостьюдисперсных материалов на основе ПК.
Установлено, что для ударостойких ПК-пластиков свысокими характеристиками по ударной вязкости характерна структура разбавленных илинизконаполненных дисперсных систем при оптимальных обобщенных параметрах: для систем41термодинамически несовместимых компонентов - ПК + Полиолефины - Θ ≈ 0,92об.д., аср ≈ 8 мкми аср/ d ≈ 2,4; для систем с ограниченной совместимостью компонентов - ПК + АБС - Θ ≈0,61об.д., аср ≈ 2,0 – 4,0мкм и аср/ d ≈ 0,6 - 0,8 и для системы ПК + ПАТФ - Θ ≈ 0,82об.
д., аср ≈ 2 –5мкм и аср/d ≈ 1,8. Показано, что наибольшей абразивостойкостью обладают нанокомпозиты наоснове ПК (с учетом агломерации наночастиц) с обобщенными параметрами дисперснойструктуры: Θ ≈ 0,92-0,95 об.д., аср ≈ 5-12 мкм и аср/ d ≈ 3,5 -4,0 при сохранении на высоком уровнеоптических характеристик (К ≈ 80 -85%). Дисперсные системы на основе ПК + наполнительлюминофор с высоким уровнем свето-преобразующих характеристик относятся к разбавленнымДНПКМ с обобщенными параметрами: Θ ≈ 0,93 – 0,96 об.
д., аср ≈ 14 – 20 мкм и аср/ d ≈ 2,8 – 4,6.3. Выполнены комплексные фундаментальные и технологические исследования по созданиювысоко ударостойких пластиков на основе смесей ПК с полимерами различной структуры,химического состава, термодинамической совместимости, релаксационными и вязкостнымихарактеристиками, а также комплексом физико-механических свойств.
Получены фазовыедиаграммы и морфологии фазовых структур для смесей различного состава на основе ПК сполиолефинами, АБС-пластиками и полиалкилентерефталатами (ПБТФ и ПЭТФ) разноймолекулярной массы, химического строения и термодинамической совместимости. Изученыдиффузионные процессы на границе раздела фаз в смесях ПК + полимер-модификатор иполучены диффузионные профили, определены параметры взаимодиффузии и составысосуществующих фаз, кинетика растворения и движение диффузионного фронта во времени, атакже установлена их корреляция с температурами стеклования фаз в смеси, размерами частицдисперсной фазы, параметрами фазовой структуры и ударной прочностью ПКМ.Установлена корреляция для смесей на основе ПК температур перехода от хрупкого разрушения кпластическому с низкотемпературными пиками α- и β – релаксации полимера - модификатораудара, что позволяет целенаправленно выбирать модификаторы удара, прогнозироватьтемпературы хрупко-пластического перехода при ударе, проектировать составы ударопрочныхпластиков с высокими значениями ударной вязкости до 40 – 60 кДж/м2 и при низкихтемпературах - до 35 кДж/м2.
Показано, что увеличение ударной вязкости ПК в 2-3 раза, как принормальных, так и отрицательных температурах (-40оС) достигается только при оптимальнойорганизации дисперсной структуры в смесях на основе ПК.4. Развиты основные принципы создания ударопрочных пластиков на основе смесей ПК сполиолефинами, АБС – пластиками и ПАТФ. Впервые проведены системные исследования поорганизации структуры границы раздела фаз и ее влиянию на ударные характеристикидисперсных систем и предложены механизмы упрочнения дисперсных систем при воздействииударных нагрузок. Установлено, что растворение дисперсной фазы ПАТФ в матрице ПКприводит к снижению ударной прочности, а ограничено совместимые сополимеры АБС разногосоставаформируютдиффузионно-размытую42границуразделафазсвыделениеммикроэмульсионного слоя, что обеспечивает высокую ударную вязкость (до 50 кДж/м 2).Термодинамически несовместимые полимеры-модификаторы (полиолефины и их сополимеры)улучшают перерабатываемость и повышают ударную вязкость ПК-композиций ~ в 2 раза, котораясохраняется и при низких температурах (до -40оС), в результате формирования слабой границыраздела фаз и ее разрушения (отслаивание фазы ПЭ от ПК с образованием пор) при воздействииударных нагрузок (кавитационный механизм разрушения).
Показано, что слабое взаимодействиена границе раздела фаз в смеси ПК + Полиэтилены приводит к расслоению компонентов вусловиях больших скоростей и напряжений сдвига, реализуемых при литье тонкостенных икрупногабаритных изделий, а также существенному ограничению применения таких композиций.5. Исследованы химические реакции в смесях ПК + АБС и ПК + ПАТФ и на границе раздела фаз,протекающие (пространственно-затрудненные фенолы, фосфорорганические соединения и др.) вусловиях получения материалов и их переработки в изделия, а также их влияние на комплексфизико-механических характеристик и ударную прочность, в том числе, в присутствиистабилизаторов различных классов.
Показано, что процессы термодеструкции в смесях ПК + АБСудается полностью подавить при введении 0,5-0,75 масс. % дифосфитов на основе пентаэритритаи пространственно-затрудненных фенолов и обеспечить термостабильность в процессе ихполучения и переработки, а также эксплуатации при повышенных температурах, при этом удаетсяувеличить значение ударной вязкости на 30% по сравнению с нестабилизированными системами.Установлено, что в полиэфирных смесях ПК + ПАТФ при высоких температурах переработкипротекают химические реакции межцепного обмена, которые приводят к синтезу на границераздела фаз сополимеров, их диффузии в матрицу ПК и снижению ударной прочности,деформации и теплостойкости смесей. Предложены высокоэффективные химические соединениякласса алкиларилдифосфитов для систем ПК + ПАТФ, которые блокируют образованиесополимеров и обеспечивают стабильность гетерогенной гетерофазной структуры, что приводит кповышению ударной прочности, химической стойкости, стойкости к растрескиванию.6.
Проведены системные исследования по формированию структуры и оптимизации составовабразивостойких нанокомпозитов и технологии получения защитных кремнийорганическихпокрытий при создании оптически прозрачных полимерных материалов и изделий на основеполикарбоната.Установленымеханизмыповышенияабразивостойкостиповерхностинанокомпозитов и защитных кремнийорганических термотверждающихся покрытий на ПК.Разработаны новые нанокомпозиты на основе ПК и наночастицами с высокой твердостью (более7 по шкале Мооса) и технологии получения оптически прозрачных изделий с высокойабразивостойкостью поверхности (4Н) и оптимальными параметрами дисперсной структурыметодами экструзии и литья под давлением.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
