ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИТЫ, ФОРМИРУЕМЫЕ ВО ВРАЩАЮЩЕМСЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМ ПОЛЕ: ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ

Авторы
Файлы

Буря А.И. Алоев В.З. Козлов Г.В. Статья в формате PDF 138 KB

Исследуемые полимерные композиты были получены следующим способом. В качестве полимерного связующего использован ароматический полиамид -фенилон, а в качестве наполнителя- углеродное волокно(УВ) диаметром 30÷60мкм и длиной 3мм. Содержание УВ составляло 15мас.%. Композит готовили „сухим" способом, включающим смешение компонентов во вращающемся электромагнитном поле. Для этого в реактор загружали порошкообразный полимер, УВ и неравноосные ферромагнитные частицы. Далее реактор помещали в расточку генератора электромагнитного аппарата. Под воздействием вращающегося электромагнитного поля ферромагнитные частицы начинают вращаться, сталкиваясь между собой, в результате чего УВ равномерно (хаотически) распределяются в полимерной матрице. В результате соударений частиц они истираются и продукты износа попадают в композицию. Использовано два метода удаления ферромагнитных частиц после смешения: магнитной и механической сепарацией.

Особенностью структуры полученных таким способом композитов является её типично синергетическое поведение как функции продолжительности смешения во вращающемся электромагнитном поле t. Так, при малых t (<120с) зависимость фpaктальной размерности структуры d_f от t носит периодический хаpaктер (d_f=2,29 при t=10с и d_f=2,57 при t=60с), а при t>120с достигается хаотическое поведение (d_f=2,42=const), которое соответствует хаотическому распределению волокон в полимерной матрице. Структура рассматриваемых композитов содержит два типа плотноупакованных компонент: области локального порядка (кластеры) объёмной полимерной матрицы и межфазные области, общая относительная доля которых велика и примерно равна предельно возможной (~0,74). Такое содержание плотноупакованных областей предполагает высокую устойчивость композитов к физическому старению.

Основной особенностью механических свойств при сжатии оказалась следующая: при относительно невысоких значениях модуля упругости Е (Е≈2,12÷3,34 ГПа) рассматриваемые композиты имеют высокий предел текучести σ_Т (σ_Т≈ 230МПа), который к тому же примерно постоянен. Отсутствие обычно постулируемой пропорциональности σ_Т(Е) позволяет получать композиты с высоким σ_Т и варьируемым Е выбором требуемой величины t. Отметим, что с пpaктической точки зрения величина σ_Тдля конструкционных материалов является верхней границей области работоспособности.

Для объяснения такого поведения σ_Т были использованы две количественные модели: термодинамическая (концепция ангармонизма)[1] и структурная (кластерная модель структуры аморфного состояния полимеров)[2]. В рамках первой из них величину σ_Т можно записать так:

σ_Т=Е/σ γ, (1)

где γ-параметр Грюнайзена, определяемый по величине коэффициента Пуассона ν:

γ=0,74(1+ν)/(1-2ν). (2)

Сравнение экспериментальных и рассчитанных указанным образом величин σ_Т показало их хорошее соответствие (среднее расхождение для двух серий композитов, полученных с использованием магнитной и механической сепарации, равно~14%).

Структурная модель определяет σ_Т так:

σ_Т=Еb(ρ_д)^1/2/2π, (3)

где b- вектор Бюргерса, ρ_д- плотность линейных дефектов, которыми для аморфного состояния полимеров являются сегменты, входящие в плотноупакованные области.

Величина b определена из уравнения:

b =(60,7/С_∞)^1/2, Å, (4)

где С_∞- хаpaктеристическое отношение, которое является показателем статистической гибкости полимерной цепи.

Плотность дефектов ρ_d оценена из уравнения:

Ρ_д=(φ_кл+ φ_мф)/S, (5)

где φ_кл и φ_мф-относительные доли кластеров и межфазных областей, S-площадь поперечного сечения макромолекулы.

Сравнение экспериментальных и рассчитанных по уравнению(3) величин σ_Т показало, что их среднее расхождение менее 5%.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Козлов Г.В., Сандитов Д.С. Ангармонические эффекты и физико-механические свойства полимеров. Новосибирск, Наука, 1994, 261с.
Kozlov G.V., Zaikov G.E. Strukture of the Polymer Amorphous State. Leiden, Brill Academic Publshers, 2004, 354p.

Работа представлена на заочную электронную научную конференцию «Приоритетные направления развития науки, технологии и техники», 15-20 марта 2004 г.

ПТИЦЫУДОБНЫЙ ОБЪЕКТ ДЛЯ БИОЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ БИОСФЕРЫ

Статья в формате PDF 92 KB...

27 04 2024 13:12:19

ЭКОЛОГИЧНАЯ ДРЕНАЖНАЯ ТЕХНИКА

Статья в формате PDF 266 KB...

26 04 2024 21:40:11

АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПОДГОТОВКИ СВОБОДНЫХ ЗАЩИТНИКОВ В ВОЛЕЙБОЛЕ

Статья в формате PDF 250 KB...

25 04 2024 17:45:36

КИСЛОТНО-ЩЕЛОЧНОЙ БАЛАНС У ЖИВОТНЫХ НА РАННИХ ЭТАПАХ ОНТОГЕНЕЗА

Статья в формате PDF 111 KB...

24 04 2024 23:35:43

ОСОБЕННОСТИ МИКРОБИОТЫ КОЖИ ПРИ УРОЛОГИЧЕСКИХ ИНФЕКЦИЯХ

Статья в формате PDF 92 KB...

23 04 2024 7:58:14

ФЕНОМЕНОЛОГИЯ НООСФЕРЫ. ПРЕДТЕЧА НООСФЕРЫ. Ч.1: ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНЫЙ БАЗИС

Статья в формате PDF 132 KB...

22 04 2024 18:29:38

ВЗАИМООТНОШЕНИЕ ВРАЧ-ПАЦИЕНТ ПРИ ВЫРАБОТКЕ СОВМЕСТНОГО РЕШЕНИЯ О ДАЛЬНЕЙШЕМ ЛЕЧЕНИИ СОМАТИЧЕСКИХ БОЛЕЗНЕЙ

Статья в формате PDF 102 KB...

21 04 2024 1:37:46

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СТАТИСТИЧЕСКИХ И НЕЙРОСЕТЕВЫХ МЕТОДОВ ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ВРЕМЕННЫХ РЯДОВ

Статья в формате PDF 102 KB...

20 04 2024 0:25:14

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ СТУДЕНЧЕСКИХ ПАЛАТОЧНЫХ ЛАГЕРЕЙ ТРУДА И ОТДЫХА

Статья в формате PDF 117 KB...

19 04 2024 6:20:43

АНАЛИЗ МЕЖКОНФЕССИОНАЛЬНЫХ ПРОБЛЕМ В ЭТНОКУЛЬТУРНОЙ И ОБЩЕСТВЕННО-ПОЛИТИЧЕСКОЙ ЖИЗНИ НА СЕВЕРНОМ КАВКАЗЕ

Статья в формате PDF 162 KB...

18 04 2024 20:39:19

ПОХОДЕНЬКО ИРИНА ВИКТОРОВНА

Статья в формате PDF 83 KB...

17 04 2024 2:13:51

ПРОТИВОРЕЧИЯ ИНТЕРЕСОВ ПЕРЕХОДНОЙ ЭКОНОМИКИ И ПУТИ ИХ СОГЛАСОВАНИЯ В УСЛОВИЯХ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО НЕРАВНОВЕСИЯ

Статья в формате PDF 149 KB...

16 04 2024 1:12:55

Компьютерный эксперимент в курсе общей физики

Статья в формате PDF 115 KB...

15 04 2024 2:40:49

Изменение уровня молекул средней массы при внутриутробном инфицировании плода

Статья в формате PDF 106 KB...

14 04 2024 11:41:42

ВЛИЯНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ НА ЛИЗОСОМЫ ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ

Статья в формате PDF 128 KB...

13 04 2024 4:25:38

ВЛИЯНИЕ ЛЬНЯНОГО И ВИСКОЗНОГО ВОЛОКНА НА ПРОЦЕСС ВЫДЕЛЕНИЯ БУТАДИЕНСТИРОЛЬНОГО КАУЧУКА ИЗ ЛАТЕКСА

Рассмотрен процесс выделения бутадиен-стирольного каучука из латекса СКС-30 АРК с использованием в качестве наполнителя льняного и вискозного волокна. Установлено влияние содержания льняного и вискозного волокна различной длины, при различных расходах коагулирующего агента, на полноту выделения каучука из латекса. Определено оптимальное содержание волокна и его длина. ...