Диссертация (1091842)
Текст из файла
Министерство образования и науки Российской ФедерацииФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшегопрофессионального образования «Московский технологический университет»На правах рукописиПолдушов Максим АлександровичРАЗРАБОТКА МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ КАПСУЛИРОВАННЫХГЕТЕРОГЕННЫХ СМЕСЕЙ ПОЛИМЕРОВ С ПОВЫШЕННОЙ МЕЖФАЗНОЙАДГЕЗИЕЙСпециальность 05.17.06 – «Технология и переработка полимеров и композитов»ДИССЕРТАЦИЯна соискание учѐной степени кандидата химических наукНаучный руководитель: доктор химических наук,профессор Мирошников Ю. П.Москва – 20162ОглавлениеВведение ..................................................................................................................................... 4Глава 1.
Литературный обзор ................................................................................................... 81.1. Граница раздела фаз в полимерных смесях ............................................................. 81.2. Модификация границы раздела введением компатибилизаторов ....................... 101.2.1. Возможные механизмы действия компатибилизаторов ............................ 111.2.2.
Влияние компатибилизаторов на свойства смесей .................................... 141.3. Модификация границ раздела введением статистических сополимеров ........... 161.4. Распределение компонентов в многофазных системах ........................................ 181.5. Связь морфологии и свойств тройных смесей полимеров ................................... 211.6. Введение компатибилизаторов в тройные смеси полимеров .............................. 231.7. Способы расчета поверхностных и межфазных натяжений ................................ 241.8. Прогнозирование распределения наполнителей в бинарных смесяхполимеров ........................................................................................................................ 291.9. Оценка поверхностных свойств наполнителей .....................................................
311.10. Влияние наполнителя на морфологию и свойства смесей полимеров ............. 321.11. Модификация смесей полимеров введением волокон ....................................... 361.11.1. Структура и поверхностные свойства углеродного волокна ................... 361.11.2. Методы оценки поверхностного натяжения волокон ............................... 391.11.3.
Свойства композиций, содержащих углеродные волокна ....................... 401.11.4. Модификация бинарных смесей полимеров введением волокон .......... 431.12. Модификация полимеров химически активными добавками ........................... 441.13. Выводы из литературного обзора .........................................................................
45Глава 2. Объекты и методы исследования ............................................................................ 472.1. Объекты исследования .............................................................................................
472.2. Методы исследования .............................................................................................. 50Глава 3. Анализ адекватности различных моделей определения свободнойповерхностной энергии (СПЭ) полимеров и наполнителей и значений межфазногонатяжения ................................................................................................................................. 573.1.
Определение свободной поверхностной энергии полимеров .............................. 583.1.1. Определение СПЭ и ее составляющих по уравнениям гармонического игеометрического среднего .......................................................................................
603.1.2. Расчет СПЭ по уравнению Van Oss-Chaudhury-Good‘а............................. 6533.1.3.Расчет поверхностного натяжения по Zisman'у и уравнениям Neumann‘а иГКУ ............................................................................................................................ 693.2. Расчет параметров растворимости для полимеров. .............................................. 743.3. Расчет СПЭ наполнителей .......................................................................................
743.4. Расчет межфазных натяжений на границе раздела полимер/полимер ................ 79Глава 4. Морфология и свойства тройных смесей полимеров с капсулированнымифазами ....................................................................................................................................... 854.1. Прогнозирование фазовой морфологии и выбор компонентов тройных смесейполимеров ........................................................................................................................ 854.2.
Влияние третьего капсулирующего полимера на морфологию и свойствасмесей ............................................................................................................................... 994.2.1. Смеси на основе термопластов .................................................................... 994.2.2. Смеси на основе эластомеров и эластомеров с термопластами ............. 1124.3. Модификация границ раздела полимерных смесей введением олигомеров ....
114Глава 5. Модификация границы раздела фаз введением неполимерных добавок третьегокомпонента ............................................................................................................................. 1265.1. Введение химически активных добавок .............................................................. 1265.2. Укрепление границ раздела смесей углеродным волокном ............................... 1295.2.1. Прогнозирование распределения углеродного волокна в смесяхПП/ПММА и ПЭВП/ПММА ................................................................................. 1305.2.2. Влияние углеродного волокна на физико-механические свойствасмесей ......................................................................................................................
131Выводы .................................................................................................................................... 139Список сокращений и условных обозначений.................................................................... 141Список литературы ................................................................................................................ 1464ВведениеАктуальность работы. Полимерные смеси находят широкое применение вомногих областях науки и техники. Их свойства определяются рядом факторов, в томчисле морфологией, свойствами отдельных фаз и интенсивностью взаимодействий на ихгранице.
Фазовая морфология смесей, в свою очередь, зависит как от вязкоупругих иреологических свойств компонентов, параметров процесса смешения, так и отмежфазной адгезии (межфазного натяжения). Таким образом, параметры границыраздела фаз полимер/полимер являются важнейшими характеристиками полимернойкомпозиции, определяющими ее конечные физико-механические свойства. Известнонесколько способов усиления межфазной адгезии, среди которых наиболее популярнымявляется введение в смеси блок- или привитых сополимеров, концентрирующихся награницеразделахарактеристик.фазиПопулярныкомпатибилизирующиевызывающихтакжедобавки,значительноепроизводимыепредставляющиевулучшениемеханическихпромышленныхсобоймасштабахсополимерыполярныхполимеров.
Однако стоимость таких модификаторов достаточно высока, так как ихпроизводство связано с химическим синтезом. Кроме того, число их ограничено, аэффективность действия распространяется лишь на ограниченный круг полимерныхсмесей. В связи с этим вполне актуален и оправдан поиск новых решений проблемыусиления межфазной адгезии в гетерогенных полимерных системах.Цель работы заключалась в разработке композиций на основе гетерогенныхкапсулированныхполимерныхсмесейсулучшеннымифизико-механическимисвойствами, путем введения в бинарные смеси малых дозировок третьего компонента,образующего новые границы раздела с повышенной межфазной адгезией.Для достижения поставленной цели решали следующие задачи:1. Разработка опытно-расчетного метода определения свободной поверхностнойэнергии индивидуальных полимеров, а также межфазного натяжения для различныхполимер-полимерных систем.2.
С использованием этих данных на основе теории коэффициентов растеканияосуществляли прогнозирование типа фазовой морфологии тройных гетерогенныхсмесей полимеров с целью выявления и отбора композиций, образующих при смешениикапсулированныеструктуры.Адекватностьпрогнозаоценивалипутем5непосредственногоанализасформировавшейморфологииспомощьюметодаэлектронной сканирующей микроскопии (СЭМ).3.
Проанализировать влияние на физико-механические свойства композициймалых добавок третьей фазы, образующей оболочку композиционных частицдисперсной фазы, и способствующих усилению межфазной адгезии на границах сматрицей.4. Продемонстрировать возможность усиления границ раздела в бинарных смесяхполимеров с использованием низкомолекулярных добавок, в том числе олигомеров,химически активных веществ и углеродных волокон и оценить влияние распределенияэтих компонентов по фазам в полимерных смесях на свойства композиций.Научная новизна.1. Установлено, что введение в бинарную смесь малых количеств третьегополимера или низкомолекулярной добавки, которые самопроизвольно в процессесмешения разместятся на границе раздела фаз, приводит к заметному улучшениюфизико-механических свойств композиций вследствие формирования новых границраздела с более низким межфазным натяжением.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
