Автореферат (1095106), страница 2
Текст из файла (страница 2)
По материалам настоящей диссертации опубликовано10научныхработ,включаяпатентнаобъектпромышленнойсобственности, тезисы докладов на конференциях, в том числе 5 из нихопубликованы в рецензируемых научных журналах, рекомендованныхВАК.8Структура и объем диссертации.
Диссертационная работы состоитиз введения, трех глав, выводов, списка использованной литературы (113источников) и 7 приложений. Объем основной части работы составляет110 страниц, включает 38 рисунков и 8 таблиц.Личный вклад соискателя состоит в непосредственном участии навсех этапах процесса выполнения научно-квалификационной работы,включая постановку конкретных задач исследования, выбор стандартных иразработку оригинальных методик исследования, интерпретированиеполученных результатов. Все результаты включенные в защищаемыеположения получены лично автором.Содержание работыВоопределенавведенииееобоснованацель,актуальностьсформулированызадачи,темыдиссертации,решенийкоторыхобеспечивает достижение этой цели, показана научная новизна ипрактическаязначимостьрезультатовисследований,сформулированыосновныеположения диссертации, выносимые на защиту.В главе 1 изложены основные сведения о структуре полимеров,равновесиикристаллическойиаморфнойфазвполиолефинах1,зависимости соотношения фаз и внутренних напряжений от температуры,установленных на пленках полиэтилена в интервале температур нижесредней температуры плавления2.
Изложены представления о природеяркой окраски крыльев насекомых за счет интерференции света,отраженного от наноразмерного рельефа поверхности, и результатысоздания цветных синтетических опалоподобных пленочных материалов срегулярной наноструктурой3, обусловливающей явление плеохроизма.Приведены экспериментальные доказательства связи эффекта двойного1Волькенштейн М.В. Внутреннее вращение в полимерных цепях и их физические свойства.
К теорииплавления кристаллических полимеров // ЖТФ. -1956- Т.26- №10 - С.2287 - 2292.2Почивалов К.В. и др. Исследование процесса аморфизации частично кристаллических полимеровметодом гидростатического взвешивания в инертной жидкости // Хим. волокна. - 2011. - № 3. - С.28 -313J.Ge, Y.Y. Angew, Responsive Photonic Crystals // Chem. Int.
Ed. – 2011. – V.50. – P. 1492 – 1522.9лучепреломления в полимерных пленках с упорядоченным строением ихмикроскопических приповерхностных слоев4.В главе 2 описаны объекты, аппаратура и методы исследования.Показана методическая новизна работы, описана методика сборки пакетадля исследования оптических свойств многослойных материалов сэффектомплеохроизма,показаныметодикискрытоймаркировки,созданные в ходе данной работы.Объектами исследования являлись промышленные образцы пленокразной толщины, полученные методом экструзии расплава с раздувомрукава из полиэтилена отечественного и иностранного производстваразличных марок. Для обоснования защищаемых положений былиотобраныдвепленкиполиэтиленанеразличимыепооптическимхарактеристикам при дневном освещении, но существенно отличающиесяв поляризованном свете:ПЭВД 10803-020 ГОСТ 16337-77/3 толщиной 50±2 мкм (ПЭ-1),ПЭВД MICROTHENE CR 89002 NEAT U.S.
INDUSTRIALCHEMICAL COMPANY, толщиной 50±2мкм (ПЭ-2)В качестве подложки для оптических измерений в режиме «наотражение»использовалилабораторнуючистоцеллюлознуюфильтровальную бумагу без оптических отбеливателей марки "Ф" ГОСТ12026-76.Для выявления эффекта плеохроизма и измерения координат цвета вполяризованном свете, использовали следующие пленочные полимерныеполяризаторы:Nitto Polarizing Film, (G1220DUN, Nitto Denko Corporation,Osaka Japan) с эффективностью поляризации 99.97% и интегральнымкоэффициентом пропускания света в двух параллельных пленках 0.9.4Грищенко А.Е., Черкасов А.Н. Ориентационный порядок в поверхностных слоях полимерныхматериалов // Успехи физических наук 1997.
Т. 167. С. 26910полимерные поляроиды Загорского оптико-механическогозавода категории «Г» ОСТ 3.4-414-42 с эффективностью поляризации93.25%интегральнымкоэффициентомпропусканиясветавдвухпараллельных пленках 0.85Определение физико-механических свойств с оценкой анизотропиипроводили с использованием разрывной машины РМ-50 по ГОСТ14359-69.Прецизионное измерение габаритных размеров и толщины пленок дои после термообработки осуществляли с использованием механических иэлектронного толщиномера Константа КЦ6.Химический состав полиэтиленов различных марок контролировалипутемснятияИК-спектровиспектровМНВОнаИКфурье-спектрофотометре «ФТ-801».Структура пленок исследовалась при помощи поляризационногомикроскопаПОЛАРМP-312иавтоэмиссионногосканирующегоэлектронного микроскопа JSM 7500F (Jeol) в режиме детектированиявторичных электронов при ускоряющем напряжении 1кВ.
Для снижениязарядки и предотвращения разрушения под электронным пучком образцовполиэтилена осуществляли предварительное напыление на поверхностьобразцов слоя платины (толщиной 5-7 нм)в установке напылениямагнетронного типа Auto Fine Coater JFC-1600.Колориметрические измерения проводили на спектрофотометре XRite Spectro Eye с программным обеспечением Gretag Macbeth Key WizardV2.5.Теплофизические свойства определяли методом дифференциальносканирующей калориметрии с использованием прибора DSK 204 F1(NETZSCH) в атмосфере аргона, при нагревании и охлаждении соскоростью 10ºС/мин.
Разложение полимодальных пиков осуществляли впрограмме NETZSCH Peak Separation.В главе 3 изложены основные экспериментальные результаты.11Исследуемые пленки полиэтилена бесцветны и прозрачны на 88%для дневного света. По мере увеличения толщины пленок всехисследованных марок ПЭВД их светлота и прозрачность снижаютсямонотонно, что соответствует известному закону поглощения светаБугера-Ламберта-Бера. Определены коэффициенты поглощения света отстандартных источников (D65).
При измерении светлоты и оптическойплотности пакетов пленок от 2 до 10 слоев установлено определяющеевлияние поверхностей раздела фаз на оптические характеристикимногослойного материала. Термообработка пленок при температуре нижетемпературы плавления на 30-50ºС не оказывает существенного влиянияна их светлоту и оптическую плотность. Пакеты собранные изтермообработанных пленок не отличаются от исходных по оптическимхарактеристикам, измеренным при дневном освещении.В поляризованном свете обнаруживается яркое окрашивание пленоки качественно иная зависимость их оптических свойств от толщины ичисла слоев (рисунок 1).Рисунок 1 – Цвет многослойного пакета пленок полиэтилена, а – открытоеположение поляризаторов, б – закрытое положение поляризаторов, цифры – 1,2…5 –число слоев пленки полиэтилена в многослойном пакете12При визуальной оценке цвета двух равных по толщине пленокполиэтилена различных марок в поляризованном свете установлено, чтопленка ПЭ-1 имеет интенсивную синюю окраску, а пленка ПЭ-2практически бесцветна.После термообработки при температуре близкой к температуреплавления цвет пленки ПЭ-1 значительно изменяется.
Цвет образца пленкиПЭ-2 после термообработки практически не отличается от исходного(рисунок 2).Рисунок 2– Вид и цвет пленок в проходящем дневном и поляризованном свете ирасположение слоев в пакете (схема справа), содержащем одну пленку (1 -ПЭ-1 и 2 ПЭ-2) до термообработки (а) и после термообработки (b) при 90ºС в течение 10 минутЭти факты послужили основанием для применения структурныхметодов исследования пленок полиэтилена и поиска различий их составаили структуры на макроскопическом, молекулярном и надмолекулярномуровнях.Оценивали механические, оптические и теплофизические свойстваисследуемых пленок до и после термообработки в различных условиях.13Многослойная система, состоящая из двух линейных полимерныхполяризаторов, направленных параллельно относительно оси поляризации,и одного слоя пленки полиэтилена ПЭ-1 между ними, имеет ярко синийцвет, в то время как пленка ПЭ-2 не имеет окраски в тех же условиях.
Этоможет указывать как на различия в степени вытяжки пленок и уровнейвнутренних напряжений, так и на различия в молекулярном строении илиаморфно-кристаллической структуре двух пленок.Исследование прочностных и деформационных характеристикпоказало, что пленка ПЭ-2 более анизотропна, имеет большие значенияпредела прочности и модуля упругости, чем пленка ПЭ-1, но вполяризованном свете окрашена существенно меньше.
Этот факт непозволяетоднозначноотнестинаблюдаемыецветныеэффектыкизвестным проявлениям фотоупругости, рассмотренным в главе 1.Термограммы дифференциальной сканирующей калориметрии двухсравниваемых пленок полиэтилена также имеют существенные различия.Плавление кристаллитов в пленке полиэтилена происходит в более узкомдиапазоне температур с экстремумом при 108ºС. Плавление пленки ПЭ-2происходит в более широком интервале температур с явным выделениемна термограмме пиков плавления двух фазовых компонентов полиэтилена(рисунок 3).Кристаллическая структура пленки ПЭ-2 имеет около 30% фракцийполиэтилена плавящихся при 121ºС, что характерно для полиэтиленавысокой плотности. При этом суммарная кристалличность пленок из обоихмарок полиэтилена приблизительно одинакова (таблица 1).
Послетермообработки обеих пленок при температуре близкой к температуреплавления полиэтилена низкой плотности значительных изменений вкристаллической структуре пленок не происходит.Этифактыкристалличностипозволяютполиэтиленаисключитьизчислаинтегральнуюфакторов,определяющих цветовые эффекты и изменениястепеньоднозначноокраски пленок в14Рисунок 3 – Термограммы плавления ПЭ-1 и ПЭ-2Таблица 1 Характеристики пленки полиэтилена до и после термообработкиОбразец пленкиполиэтиленаКоординатыэндопиков, оСЭнтальпия плавления,Дж/гСтепенькристалличности, %ПЭ-1ПЭ-1 ТОПЭ-2ПЭ-2 ТО108,2107,3108,5 и 121,4108,0 и 120,6-97,3±8,6-96,1±11,5-107,5±10,8-109,1± 10,033,2±2,932,8±3,936,7±3,737,2±3,4поляризованном свете при термообработке.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
