Диссертация (1090444), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Привведении ультрадисперсных частиц той же химической природы размерами ~150-200 нм значение ауд не превышает 25 %.Установленасвязьмеждупараметрамиструктуры,размерамиагломератов наночастиц углеродной и оксидной природы сл свойстваминанодисперсий и нанокомпозитов на основе эпоксидных олигомеров.Показано, что минимальная вязкость (на 20-30 %), усадка (на 20-30 %) иостаточные напряженияприотверждении(в 2,5-12 раз), а такжемаксимальная ударная вязкость (в 2 раза), модуль упругости (в 2-2,5 раза) ипрочность при сжатии ( в 1,5 раза) достигаются только при формировании вструктуре эпоксидных олигомеров и матриц агломератов размерами ~150295 нм при оптимальной концентрации нанонаполнителей.109Впервые проведен уникальный эксперимент и получены результаты овлиянии агломератов из наночастиц (БС-120) и ультрадисперсных частиц(пылевидный кварц марки А) одной оксидной природы (SiO2) и размера(~150 нм) на морфологию структуры и физико-механические характеристикиэпоксидных полимеров.
Показано, что агломераты из наночастиц БС-120диаметром ~150 нм повышают ударную вязкость эпоксинанокомпозитов в ~2раза, а ультрадисперсные частицы (диаметр ~150 нм) эпоксидных полимеров- всего на ~25%, что указывает на высокую эффективность использованиянаночастиц.Разработаннаятехнологиядробноговведенияираспределениянаночастиц на разных уровнях гетерогенности (нано- и микроуровнях) ивысокотехнологичные составы эпоксинанокомпозитов с оптимальнымитехнологическими и эксплуатационными свойствами были использованы длясоздания элементарных и конструктивно подобных образцов агрегатовавиационных конструкцийиз ПКМ на основе наномодифицированногоэпоксидного связующего с улучшенным комплексом физико-механическиххарактеристик (Акт 1).Заключение1.
Разработана технология введения и распределения наночастиц вэпоксидных олигомерах и полимерной матрице на разных уровняхгетерогенности (нано- и микроуровень) для получения высокотехнологичныхсоставовнанодисперсийинанокомпозитовнаосновеэпоксидныхолигомеров и нанонаполнителей углеродной и оксидной природы соптимальнымипараметрамиструктурыикомплексомулучшенныхтехнологических и эксплуатационных характеристик.2. Исследованы процессы агломерации, структурообразования и установленызакономерности формирования на нано-и микроуровне агломератов изнаночастиц углеродной и оксидной природы в эпоксидных олигомерах инанокомпозитах в зависимости от их природы, размеров, концентрации и110оптимизированыусловияполучениянаносистемс разнымуровнемгетерогенности. Показано, что морфология структуры и размер агломератов вэпоксидном олигомере, как на нано- (до ~ 100 нм), так и микроуровне (до ~390 нм), практически не изменяется в процессе отверждения при переходесвязующего из жидкого в твердое состояние (матрица).3.
Установлено, что наночастицы углеродной и оксидной природыраспределяются на наноуровне (до ~ 100 нм) в эпоксидных олигомерах DER330 и ЭД-20 с разной вязкостью (МУНТ, БС-50, БС-100 – до ~ 80 - 100 нм,БС-120 – до ~ 60 нм и Астралены типа «В» - до ~ 90 нм) только приконцентрациях не превышающих ~ 0,005 об. %, а при увеличении ихсодержания формируются агломераты размером до ~ 390 нм (микроуровень).Впервые показано, что при распределении наночастиц в эпоксидной матрицедо ~ 100 нм вязкость, усадка, остаточные напряжения, а также физикомеханические характеристики(прочность, модуль,ударнаявязкость)практически соответствуют уровню эпоксидных полимеров.4.
Исследованы зависимости свойств эпоксинанокомпозитов от размеровагломератовнаночастицуглероднойиоксиднойприродыприихраспределении в ЭО на микроуровне (более ~ 100 нм). Определены размерыагломератов, которые обеспечивают получение эпоксидных нанодисперсий инанокомпозитов с улучшенными технологическими и эксплуатационнымисвойствами: МУНТ ~ 180 -190 нм (при 0,025 об.%), Астралены «В» ~280-295нм (при 0,1 об.%), БС-50 ~190 – 220 нм (при 0,05 об.%), БС-100 ~ 150 нм(при 0,01 об.%) и БС-120 ~ 145 нм (при 0,005об.%).5.
Впервые получены результаты о влиянии агломератов из наночастиц (БС120) и ультрадисперсных частиц (пылевидный кварц марки «А») однойоксидной природы (SiO2), размера (~ 150 нм), при одной и той жеконцентрации 0,005 об.%, на морфологию структуры и физико-механическиехарактеристики эпоксидных полимеров. Показано, что агломераты изнаночастиц БС-120 диаметром ~ 150 нм (концентрация 0,005повышают ударную вязкость эпоксинанокомпозитов воб.%)~2 раза, а111ультрадисперсные частицы (диаметр частиц ~ 150 нм остается неизменнымот 0,0025 до 0,02 об.%) эпоксидных полимеров - всего на ~ 25% (при 0,005об. %), что указывает на высокую эффективность использования наночастиц.6. Установлено, что введение наночастиц углеродной и оксидной природыоказывает влияние на кинетику процессов отверждения, усадки и нарастаниянапряжений в эпоксидных олигомерах.
Показано, что, регулируя кинетикупроцессовструктурообразованияиагломерациинаночастиц,можноувеличить скорость реакции отверждения ЭО в 2-3 раза, снизить усадку ~ на20-30%, снизить уровень остаточных напряжений ~ в 2,5-12 раз, и создатьвысокотехнологичные нанодисперсии, эпоксинанокомпозиты и связующиедля армированных пластиков.7. Впервые установлена связь структуры и размера агломератов наночастицуглероднойиоксиднойприродысосвойстваминанодисперсийинанокомпозитов. Показано, что при формировании в структуре эпоксидногоолигомера и полимерной матрицы агломератов наночастиц размера ~ 150-295нм при оптимальных концентрацияхнаночастиц происходит снижениевязкости (~ 20-30%), сокращение времени гелеобразования в ~ 2-3 раза,снижение усадки (на ~ 20-30%) и уровня остаточных напряжений (~ в 2,5-12раз) при разных температурах отверждения, а также повышение ударнойвязкости (~ в 2 раза), модуля упругости (~ в 2-2,5 раза) и прочности присжатии (~ в 1,5 раза).8.
Разработана технология дробного введения и распределения наночастицуглеродной и оксидной природы на разных уровнях гетерогенности (нано- имикроуровнях) и высокотехнологичные составы эпоксидных нанодисперсийи нанокомпозитов для производства эпоксинанкокомпозитов с комплексомулучшенных технологических и эксплуатационных свойств, которые былииспользованы в ФГУП «ЦАГИ им. Н. Е. Жуковского» для созданияэлементарных и конструктивно подобных образцов агрегатов авиационныхконструкций из ПКМ (Акт 1, ФГУП «ЦАГИ им. Н.
Е. Жуковского» - см.Приложение).112Литература1. Singer, P. Nanotechnology / P. Singer – Semiconductor International, January2007, - P. 36–40.2. Drexler, K.E. Engines of creation. The Coming Era of Nanotechnology/ K.E.Drexler – Anchor Books Double-day, N.Y., USA, 1986. – 299 p.3. Singer, P. Nanotechnology: embrace the future / P. Singer – SemiconductorInternational, March 2002. - P. 17.4. Алферов, Ж.И. Наноматериалы и нанотехнологии. / Ж.И. Алферов, А.Л.Асеев, С.В. Гапонов [и др.] // Микросистемная техника - 2003. №8. - С.
313.5. Врублевский, Э.М. Нанотехнология – путь в будущее или бренд дляфинансирования / Э.М. Врублевский, В.Ю. Киреев, В.С. Недзвецкий [идр.] // Нано- и микросистемная техника - 2007, № 12. - С. 6–20.6. Нанотехнологии в электронике. / Под ред. Ю.А. Чаплыгина – М.:Техносфера, 2005. – 448 с.7.
Артюхов, Ж.И. Биомедицинские технологии. Обзор состояния инаправления работы / Ж.И. Артюхов, В.Н. Кеменов, С.Б. Нестеров //Материалы 9-й научно-технической конференции «Вакуумная наука итехника» - М.: МИЭМ, 2002, - С. 244-247.8. Gilyazova, A. V. Water soluble carbon nanoclusters as microbicides with antiHIV activity / A. V. Gilyazova, G.V.
Kornilaeva, A.N. Ponomarev, [andothers] // Scientific Israel-Technological Advantages -Vol.12. 3. 2010. - P. 58629. Schuster, D.I. Evaluation of the anti-HIV potency of a water-solubledendrimeric fullerene / D.I. Schuster, S.R. Wilson, A.N. Kirschner, [and others]// Proc. Electrochem.
Soc. - 2000, 9, - P. 267-270.10. Гуняев, Г.М. Конструкционные полимерные угленнанокомпозиты - новоенаправление материаловедения / Г.М. Гуняев, Л.В. Чурсова, О.А.113Комарова [и др.] // Все материалы. Энциклопедический справочник 2011. №12. - С.2-911. ГуняевГ.М.Модифицированиеконструкционныхуглепластиковуглеродными наночастицами / Г.М. Гуняев, Е.Н. Каблов, В.М. Алексашин// Российский химический журнал - 2010 т. LIV. №1. - C. 5-1112. Юдович,М.Е. Поверхностно - активныенаномодифицированныхпластификаторовсвойства/М.Е.Юдович,А.Н.Пономарев, С.И.
Гареев // Строительные материалы - №3, 2008 г. - С. 4446.13. Юдович, М.Е. Регулирование свойств пластичности и прочностныххарактеристик литых бетонов / М.Е. Юдович, А.Н. Пономарев, П.В.Великоруссов [и др.] // Строительные материалы - 2007. №1 - С. 56-5714. Юдович, М.Е Наномодификация пластификаторов, регулирование ихсвойств и прочностных характеристик литых бетонов / М.Е. Юдович,А.Н. Пономарев // Стройпрофиль – 2007, № 6(60), - С. 49-51.15.
Zach, M. Nanoscience and nanotechnology for advanced energy systems / M.Zach, C. Hagglund, D. Chakarov [and others] // Current Opinion in Solid Stateand Materials Science, 10 (2006). - P. 132–143.16. Роговин З.А. Основы химии и технологии химических волокон. Том 1/М.:Химия, 1974 - 644 с.17. Абдуллин, И.А. Композиционные материалы с полимерной матрицей /И.А.
Абдуллин, Н.Е. Тимофеев, А.В. Косточко [и др.] - Казань.: Казан.гос. технол. ун-т., 2006. – 147 с.18. Трофимов, Н.Н. Прочность и надежность композитов / Н.Н.Трофимов,М.З. Канович - М.: Наука, 2014. - 420с.19. Капитонов, А.М. Физико-механические свойства композиционных материалов. Упругие свойства: монография / В.Е. Редькин, А.М. Капитонов// Красноярск : Сиб. федер. ун-т. – 2013. – С. 505–531.11420.
Тимофеев, О.С. Комбинационное рассеяние УНТ, полученных различными методами / О.С. Тимофеев, Н.Г. Чеченин // Труды XII Межвузовской научной школы молодых специалистов Концентрированные потокиэнергии в космической технике, электронике, экологии и медицине,Москва 21-22 ноября 2011. – НИИЯФ МГУ Москва, 2011. – С.118–123.21.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
