Механические Свойства Полимерных Композитов С Наночастицами Диоксида Кремния

Abstract

По расплавной технологии получены образцы нанокомпозитов на основе полиметилметакрилата и полистирола с добавлением наночастиц диоксида кремния, поверхностно модифицированных силазанами. Исследовано влияние этих наночастиц на вязкоупругие свойства нанокомпозитов с помощью динамического механического анализа и показано, что введение 20 mass.% SiO 2 приводит к повышению в среднем на 30% модуля упругости нанокомпозитов при изгибе. DOI: 10.21883/JTF.2017.02.44136.1963 Введение Полимерные нанокомпозитные материалы (ПНК) на-ходят в настоящее время все более широкое применение в таких областях как авиа-и автомобилестроение, где подвергаются разнообразным динамическим нагрузкам. При этом если для измерения статических механических параметров материалов разработаны стандартные проце-дуры измерений (ISO, ANSI и т. д.), то общепринятых методов измерения динамических модулей упругости пока не существует. Помимо того что значения модулей упругости сильно зависят от способа получения полиме-ра, метода измерений, часто эти характеристики изме-ряются с большими погрешностями. В особенности это касается модулей упругости третьего порядка, ошибка измерения которых может составлять десятки и даже сотни процентов.Как известно, многие аморфные полимеры, такие, например, как полистирол (ПС), полиметилметакрилат (ПММА), поликарбонат (ПК) в стеклообразном со-стоянии обладают выраженными нелинейно упругими свойствами. Можно предположить, что нанокомпозиты на их основе также будут демонстрировать нелинейно упругие свойства, но при этом иметь отличные от матрицы физико-механические параметры. Знание нели-нейно упругих свойств этих полимеров имеет большое значение, в частности, для формирования в них объ-емных уединенных волн (солитонов) деформации [1]. Нами ранее было показано (см. [1,2] и приведенные там ссылки), что возможность формирования в материале нелинейной уединенной волны определяется комбина-цией упругих модулей второго и третьего порядков материала, геометрическими параметрами волновода и характеристиками возбуждающего импульса (ударной волны). Таким образом, информация об упругих харак-теристиках материала имеет решающее значение при определении возможности формирования в нем соли-тона деформации. Отметим, что солитоны деформации могут переносить упругую энергию на большие расстоя-ния почти без потерь [2,3], и возможность их генерации в различных конструкциях в процессе эксплуатации, в особенности в таких жизненно важных областях, как авиакосмическая техника, или транспортировка нефти и газа, необходимо принимать во внимание.Технология получения ПНК нацелена на создание материалов, в которых путем направленного сочета-ния компонентов (полимерной матрицы и наполните-лей различной природы) достигаются заранее заданные свойства. Такой способ получения ПНК дает возмож-ность создавать принципиально новые и разнообразные конструкции, способствующие увеличению прочности, снижению массы, улучшению физических свойств изде-лий [4][5][6][7].Как известно, создание эффективных ПНК на основе термопластов возможно с использованием различных...

Композиты На Основе Полистирола С Включениями Алюмосиликатов Различной Формы

“…В отличие от исследованных нами ранее композитов на основе ПММА и ПС-матриц с нановключениями модифицированных силазаном наночастиц SiO 2 [34] композиты на основе ПС с включениями алюмосиликатов обладают повышенным значением модуля упругости при меньших концентрациях нановключений (5% Mica и 15% HNT), в то время как SiO 2 необходимо вводить около 20%. Сами же максимально достигнутые значения модуля упругости для исследуемых композитов ПС с нановключениями различной геометрической формы находятся примерно на одном уровне, около 3.2 GPa.…”

Изменение Оптических Характеристик Полимерного Композиционного Материала При Радиационном Воздействии

“…Важными факторами, определяющими физико-меха-нические свойства полимерных композитов, являются адгезионное взаимодействие наполнителя и связующего, а также равномерное диспергирование наполнителя в объеме полимерной матрицы [15][16][17]. Такое взаимодей-ствие частиц наполнителя с полимером может быть достигнуто различными путями, из которых наибольшее значение имеет поверхностная химическая модификация наполнителя [18][19][20][21].…”

Идентификация Свойств Полимерных Композитных Материалов В Пространстве Их Ротационно-Вязкостных Характеристик

“…Возможность экспресс-анализа молекулярной массы полимеров по их характеристической вязкости -давно известный факт (уравнение Марка−Куна−Хаувинка [4]), который, хотя и упрощенно, но, по сути, отражает наличие указанной корреляции. В то же время имеющийся к настоящему времени огромный экспериментальный материал [5][6][7] убеждает в более значительной информативности ротационных вискозиметрических характеристик в задачах косвенного оценивания, прогноза и управления качеством производимой продукции. В ряде работ, например в [8], приведена кривая текучести, которая, выражая специфические свойства исследуемого авторами работы материала, в то же время обладает характерными чертами, наблюдаемыми во множестве других экспериментальных данных ротационной вискозиметрии.…”