Главная » Просмотр файлов » Диссертация

Диссертация (1141499), страница 8

Файл №1141499 Диссертация (Структура и свойства строительных материалов на основе наномодифицированных композитов и смесей полимеров) 8 страницаДиссертация (1141499) страница 82019-05-31СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 8)

Гранулированный материал разогревался при сомкнутыхплитах до температуры 145°С. При достижении указанной температуры материалв течение 10 минут выдерживали под давлением 120 кгс/см2 при постоянномзначении температуры. Последующее охлаждение проводилось при сомкнутыхплитах до температуры 50°С. Полученные таблетки в дальнейшем применялисьдля термомеханического анализа. Образцы размером 4×4×6 мм, предназначенныедляиспытанийнасжатиеирелаксациюнапряжения,вырубалисьизспрессованных таблеток.3.2.

Получение композиций на основе АБС-пластика3.2.1. Приготовление полимерных смесей на основе АБС-пластика и ПВХСмеси вторичного АБС-пластика (рисунок 3.1) с ПВХ (рисунок 3.2)готовились из совместного раствора в ацетоне. Прессования смеси проводили при~ 200-220°С и давлении 400 МПа. Из полученных заготовок вырезалисьмикрообразцы 4×4×6 мм для испытаний прочностных и релаксационных свойств.Для исследования на истираемость прессовались образцы в специальнойпрессформе размером 100×100×8 мм.55Рисунок 3.1 – Вторичный АБС-пластикРисунок 3.2 – Поливинилхлорид3.2.2. Приготовление полимерных смесей на основе АБС-пластика и СКЭПТСмешение резиновой крошки на основе отвержденного СКЭПТ и вторичногоАБС-пластика готовили толуоле.

Прессование проводили при 200°С и давлении41.5 МПа. Из полученных заготовок вырезались микрообразцы 4×4×6 мм дляиспытаний прочностных и релаксационных свойств.563.2.3. Приготовление полимерных смесей на основе АБС-пластика иПЭВДСмесь ПЭ и вторичного АБС-пластика помещали в ацетон, в котором АБСпластик растворялся. Прессование проводили при 200°С и давление 41.5 Мпа. Изполученных заготовок вырезались микрообразцы 4×4×6 мм для испытанийпрочностных и релаксационных свойств.57ГЛАВА 4.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ4.1. Свойства наномодифицированных композитов ПЭ, содержащихуглеродные наполнителиВ работах [24,40,119,134,139,140, 166,173,185,206,226] было отмечено, чтовведение углеродных нанонаполнителей в полимерную матрицу приводит кулучшению некоторых свойств полученных наномодифицированных композитов.В работах [108,109,151,152] было исследовано, как нанонаполнители влияют нажесткость,механическуюработоспособностьирелаксационныесвойствананомодифицированных композитов на основе ПЭ.На основе исходного ПЭНД были получены композиционные материалы сиспользованиемнановолокон.различныхвидовКонцентрациянанонаполнителейнанонаполнителей,–вводимыхнанотрубоквиполиэтилен,варьировалась от 0,05 до 0,2 мас.%. Подобные значения концентраций выбранына основании литературных данных [24,40,119,134,139,140,166,173,185,206,226].Кроме того, для сравнения влияния различных углеродных структур надеформационные свойства ПЭНД, были получены образцы, наполненныетехническим углеродом (сажей) в концентрации 2 мас.% (содержание сажи 2-2,5мас.% в материалах, используемых для производства напорных труб и другихдеталей, регламентировано стандартами ГОСТ и ISO).Также были исследованы образцы, содержащие низкомолекулярныймодификатор"Лапроксид301Г"(ЛС),использующийсядляоблегчениятехнологии получения наномодифицированных композитов и для улучшениясовместимостиполимернойматрицыинаполнителя.Концентрациямодификатора в образцах, наполненных углеродными нанотрубками (УНТ1 иУНТ2), варьировалась от 0,5 до 1 мас.

%. Модифицированные образцы были58получены двумя различными способами – с применением ультразвуковогодиспергатора (УЗ) и без него.4.1.1.Предельные механические свойства наномодифицированныхкомпозитовВ работе [108] были изучены предельные механические свойствананомодифицированных композитов на основе ПЭ. Для полученных образцовбыли проведены измерения кривых сжатия при комнатной температуре и по нимрассчитаны модули упругости, а также определены пределы вынужденнойэластичности. Образцы исходного полиэтилена, не содержащего наполнителей,обладают сравнительно низким модулем упругости, равным 310 МПа.

Модульупругости образца исходного ПЭ, наполненного 0,1 мас. % УНТ1, равен 685 МПа.Несколько меньшими модулями обладают образцы, наполненные УНТ2 и УНВ, вкоторых содержание наполнителя составляет 0,1 мас. %. Следовательно, образцынаномодифицированныхкомпозитов,наполненныхнанотрубкамиинановолокнами, а также сажей, обладают существенно большим модулемупругости, чем исходный ПЭНД.Предел вынужденной эластичности ζу возрастает на величину от 20 до50% в зависимости от вида и концентрации наполнителя.

Однако ζу дляисходного ПЭНД всегда меньше, чем для наномодифицированных композитов.Зависимостимодуляупругостиотсодержаниянаполнителявнанокомпозитах имеют максимумы (рисунок 4.1); максимум проявляется при 0,1мас. % любого наполнителя.59Рисунок 4.1 – Зависимость модуля упругости E композитов от концентрациинанонаполнителяЗависимости предела вынужденной эластичности ζу от содержаниянанонаполнителя имеют несколько иной характер (рисунок 4.2). Эта зависимостьне проявляет максимума, но при концентрации нанонаполнителя >0.1 % скоростьроста ζу замедляется.Рисунок 4.2 – Зависимость предела вынужденной эластичности ζу композитов отсодержания нанонаполнителяДостижение самого высокого модуля упругости и предела вынужденнойэластичности связано с тем обстоятельством, что наполнитель УНТ1 имеет60наиболее развитую удельную поверхность, равную 1308 м2/г.

Наполнитель УНТ2имеет существенно меньшую удельную поверхность, равную 277 м2/г.Проанализировано влияние Лапроксида 301Г на модуль упругости и пределвынужденной эластичности. Испытывали образцы, наполненные нанотрубкамиУНТ1 и УНТ2. На диаграммах (рисунки 4.3 и 4.4) показаны величины модуляупругости при различном содержании Лапроксида 301Г, при этом модификатор инаполнитель вводились в ПЭ с использованием УЗ-диспергатора и без него.Рисунок 4.3 – Зависимость модуляРисунок 4.4 – Зависимость модуляупругости композита, наполненногоупругости композита,УНТ1, от концентрации Лапроксиданаполненного УНТ2, от301Гконцентрации Лапроксида 301ГМодификатор не приводит к повышению модуля упругости и пределавынужденной эластичности, но его присутствие желательно для обеспеченияболее однородного смешения с нанотрубками.В итоге можно заключить, что наполнение ПЭНД наночастицами приводитк двукратному увеличению модуля упругости, и несколько повышает пределвынужденной эластичности.614.1.2.

Исследование релаксационных свойств наномодифицированныхкомпозитовВработах[109,151,152]наномодифицированныхбыликомпозитовизученынаосноверелаксационныеПЭ.свойстваТемпературныйидеформационный интервалы измерений изложены выше (п.2.2.2.1).Аппроксимациякривыхрелаксациинапряженияосуществляласьспомощью уравнения Больцмана (1.1) с использованием ядер релаксации Т1(η) –(2.4) и Т2(η) – (2.6). Аппроксимация проводилась с помощью специальнонаписанной компьютерной программы, которая позволяет в автоматическомрежиме не только определять параметры ядер релаксации Т1(η) – (2.4) и Т2(η) –(2.6), но также строить экспериментальные и расчетные кривые релаксациинапряжения.На рисунке 4.5 показаны результаты аппроксимации образцов исходногоПЭ.Рисунок 4.5 – Аппроксимация кривых релаксации напряжения для образцовисходного ПЭОпределены параметры ядер релаксации – (2.4), Т2(η) – (2.6) икоэффициентыкорреляции.Расчетыпоказали,чтоконстантаскорости62взаимодействия релаксаторов k для ПЭ составляет 0,01 мин-1, а порядок реакции,т.е.

число релаксаторов, участвующих в активном соударении, n равно 2,67. Прииспользовании ядра релаксации Т1(η) коэффициент корреляции равен 0,99, а прииспользовании ядра Т2(η) – 0,95.Нами было получено, что для всех исследованных нанокомпозитовкоэффициенты корреляции при использовании ядра Т1(η) в уравнении Больцманавсегда выше, чем при использовании ядра Т2(η). В первом случае они находятся винтервале от 0,987 до 0,992, а во втором – в интервале от 0,948 до 0,965. Подобнаяразница в коэффициентах корреляции свидетельствует о том, что лимитирующейстадией процесса релаксации напряжения для исследованных материаловявляется скорость взаимодействия релаксаторов, а не скорость диффузиикинетических единиц.Нарисунке4.6показанырезультатыаппроксимациидлянаномодифицированных композитов на основе ПЭ, наполненного нанотрубкамиУНТ1 (удельная поверхность 1308 м2/г) при концентрации последних от 0,05 до0,2 мас.%.Введение нанотрубок в ПЭ не изменяет константу скорости взаимодействиярелаксаторовВеличинаk.А,пропорциональнаячислу неоднородностей(релаксаторов) практически не изменяется для всех исследованных образцов,принимая значения от 3,05·1024 до 5,23·1024Дж·кг·град/м3.Однако, длянаполненных образцов величина А всегда несколько меньше, чем для исходногоПЭНД, что при неизменной энтропии исходных образцов говорит о том, чтонаполненныеобразцыхарактеризуютсянесколькоменьшимколичествомнеоднородностей.Основной вывод состоит в том, релаксационные кривые на всем ихпротяжении, начиная от начального напряжения и кончая квазиравновеснымнапряжением,всегданенаполненного ПЭ.лежатвышеаналогичнойкривойисходного,63Рисунок 4.6 – Аппроксимация кривых релаксации напряжений для образцов ПЭ,наполненных УНТ1 в различной концентрации: а - 0,05%мас., б - 0,1%мас., в 0,2%мас.

УНТ1Нарисунке4.7а-впоказанырезультатыаппроксимациинаномодифицированных композитов на основе ПЭ и наночастиц (УНТ1 0,1 мас.%)с модификатором (ЛС), причем концентрация модификатора изменялась от 0,5 до641 мас.%. Кроме того, для улучшения распределения наночастиц производиласьультразвуковая обработка композиции, содержащей 0,1% УНТ1и 1% ЛС (рисунок4.7в).Рисунок 4.7 – Аппроксимация для композитов на основе ПЭ , УНТ1 и Лапроксида:а - ПЭ+УНТ1 0,1%+ЛС 0,5%, б - ПЭ+УНТ1 0,1%+ЛС 1%,в - ПЭ+УНТ1 0,1%+ЛС 1% УЗ65Заметим, что для композиции ПЭ+УНТ1 0,1%+ЛС 1% УЗ количествоактивных соударений релаксаторов n = 4,33, что выше, чем для всех остальныхобразцов.

Это говорит о том, что в данном образце для протекания элементарногоактавзаимодействиянужноактивноесоударениебольшегоколичестварелаксаторов, что может привести к замедлению релаксационных процессов.Начальное и квазиравновесное напряжения для модифицированных образцовтакже существенно выше, чем для исходного ПЭ, однако эти величиныуменьшаются по сравнению с наполнением УНТ1 немодифицированной матрицы.Для исследования влияния сажи на релаксацию напряжения композитовпроведеносравнениерелаксационногоповеденияобразцов,содержащихнанотрубки УНТ и сажу. Результаты аппроксимации кривых релаксациинапряжений данных образцов показаны на рисунке 4.8 а-в, а также на рисунке4.6 б.Значения параметра n для всех видов наномодифицированных композитовсоставляет 3,5, однако, при наполнении сажей этот параметр равен 3,0. Значениянапряжений (начального и квазиравновесного) исследованных партий почти в 2раза выше, чем для исходного ПЭ.

Характеристики

Список файлов диссертации

Структура и свойства строительных материалов на основе наномодифицированных композитов и смесей полимеров
Свежие статьи
Популярно сейчас
Почему делать на заказ в разы дороже, чем купить готовую учебную работу на СтудИзбе? Наши учебные работы продаются каждый год, тогда как большинство заказов выполняются с нуля. Найдите подходящий учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6376
Авторов
на СтудИзбе
309
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее