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.

БОНДАРЕВ ВЛАДИМИР ИВАНОВИЧ

Статья в формате PDF 117 KB...

25 04 2024 21:54:32

ЭНЕРГИИ СВЯЗЕЙ ЗАМЕЩЕННЫХ МЕТАНА И ЕГО АНАЛОГОВ

Статья в формате PDF 126 KB...

24 04 2024 21:43:25

ОБ ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ РЕГИОНА КАВКАЗСКИХ МИНЕРАЛЬНЫХ ВОД

Статья в формате PDF 102 KB...

23 04 2024 7:52:29

РЕЧЕВЫЕ СТЕРЕОТИПЫ ПРИВЛЕЧЕНИЯ ВНИМАНИЯ В ЗАЧИНЕ ДИАЛОГА В СОВРЕМЕННОМ АНГЛИЙСКОМ ЯЗЫКЕ

Статья в формате PDF 89 KB...

22 04 2024 4:46:46

РОЛЬ ХРОНИЧЕСКОГО АЛКОГОЛЬНОГО ПОРАЖЕНИЯ ПЕЧЕНИ МАТЕРИ, В СТАНОВЛЕНИИ ГИПОФИЗАРНО-НАДПОЧЕЧНИКОВОЙ СИСТЕМЫ ПОТОМСТВА

Статья в формате PDF 98 KB...

21 04 2024 2:34:13

ВЛИЯНИЕ МЕДИКАМЕНТОЗНОЙ ТЕРАПИИ НА ОКСИДАНТНО-АНТИОКСИДАНТНЫЙ СТАТУС БОЛЬНЫХ ПРИ ОБОСТРЕНИИ ХРОНИЧЕСКОЙ ОБСТРУКТИВНОЙ БОЛЕЗНИ ЛЕГКИХ

Статья в формате PDF 118 KB...

20 04 2024 9:21:52

ОЦЕНКА ХИМИКО-ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ВОДОЕМОВ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ АНАЛИЗА ВОД И ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ

Статья в формате PDF 124 KB...

19 04 2024 6:50:41

РАЗРАБОТКА ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В СТАЛЕПЛАВИЛЬНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ КОЛЕСОПРОКАТНОГО КОМПЛЕКСА ОАО «ВМЗ»

Статья в формате PDF 274 KB...

18 04 2024 21:33:36

РАЗВИТИЕ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫХ СПОСОБНОСТЕЙ ОДАРЕННЫХ ДЕТЕЙ В СИСТЕМЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Система дополнительного экологического образования, базирующаяся на использовании современных педагогических моделей личностно-ориентированного обучения; применении передовых образовательных технологий, активных методов и форм полевой экологии, проектной деятельности, вовлечении в общественно-значимую исследовательскую и пpaктическую работу, создает оптимальные условия для развития креативных способностей одаренных детей в естественнонаучной области. ...

17 04 2024 10:10:16

Снижение риска травматизма при падении на пути метрополитена

Статья в формате PDF 259 KB...

16 04 2024 11:44:47

СОЗДАНИЕ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ФОРМ ПРОТИВОВОСПАЛИТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ

Статья в формате PDF 135 KB...

15 04 2024 21:55:47

ОСОБЕННОСТИ РЕАКТИВАЦИИ ВИРУСА ПРОСТОГО ГЕРПЕСА 1 ТИПА ПРИ СВЯЗЫВАНИИ 17-β ЭСТРАДИОЛА С ЭСТРОГЕН ЗАВИСИМЫМИ РЕЦЕПТОРАМИ

Статья в формате PDF 245 KB...

14 04 2024 11:42:36

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НА ОСНОВЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ ОРГАНИЗАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Статья в формате PDF 110 KB...

13 04 2024 11:16:56

ФОРМИРОВАНИЕ РАЗВИТИЯ И ВОПЛОЩЕНИЯ ТВОРЧЕСКИХ ЗАМЫСЛОВ СТУДЕНТОВ В РОСТОВСКОМ БАЗОВОМ МЕДИЦИНСКОМ КОЛЛЕДЖЕ 

Статья в формате PDF 318 KB...

12 04 2024 6:16:37

ПРОБЛЕМЫ НАЦИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ В РЕСПУБЛИКЕ МОРДОВИЯ

Статья в формате PDF 112 KB...

11 04 2024 11:56:16

ОСОБЕННОСТИ ПРОДУКЦИИ ЦИТОКИНОВ ПРИ ВИЧ-ИНФЕКЦИИ

По мере прогрессирования ВИЧ-инфекции наблюдается дисбаланс в выработке цитокинов, хаpaктеризующийся переключением Тh-1 ответа на Тh-2. Это, в свою очередь, приводит к прогрессированию иммуносупрессии и развитию оппортунистических инфекций. Определено, что IFN-γ, IL-2, IL-4, IL-10 и TGFβ могут обладать разнонаправленным действием в зависимости от локальных условий. Оценка иммунологических параметров может определять прогноз развития заболевания и коpрегировать интенсивность противовирусной терапии. ...