ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИТЫ, ФОРМИРУЕМЫЕ ВО ВРАЩАЮЩЕМСЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМ ПОЛЕ: ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ
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 df от t носит периодический хаpaктер (df=2,29 при t=10с и df=2,57 при t=60с), а при t>120с достигается хаотическое поведение (df=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 σТ (σТ≈ 230МПа), который к тому же примерно постоянен. Отсутствие обычно постулируемой пропорциональности σТ(Е) позволяет получать композиты с высоким σТ и варьируемым Е выбором требуемой величины t. Отметим, что с пpaктической точки зрения величина σТ для конструкционных материалов является верхней границей области работоспособности.
Для объяснения такого поведения σТ были использованы две количественные модели: термодинамическая (концепция ангармонизма)[1] и структурная (кластерная модель структуры аморфного состояния полимеров)[2]. В рамках первой из них величину σТ можно записать так:
σТ=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 σТ показало их хорошее соответствие (среднее расхождение для двух серий композитов, полученных с использованием магнитной и механической сепарации, равно~14%).
Структурная модель определяет σТ так:
σТ=Еb(ρд)1/2/2π, (3)
где b- вектор Бюргерса, ρд- 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 ρd оценена из уравнения:
Ρд=(φкл+ φмф)/S, (5)
где φкл и φмф -относительные доли кластеров и межфазных областей, S-площадь поперечного сечения макромолекулы.
Сравнение экспериментальных и рассчитанных по уравнению(3) величин σТ 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.
Статья в формате PDF
116 KB...
21 07 2026 2:42:14
Статья в формате PDF
132 KB...
20 07 2026 2:56:20
Статья в формате PDF
141 KB...
19 07 2026 2:29:49
Статья в формате PDF
105 KB...
18 07 2026 21:46:47
Статья в формате PDF
265 KB...
16 07 2026 23:23:10
Статья в формате PDF
110 KB...
15 07 2026 15:16:39
Статья в формате PDF
143 KB...
14 07 2026 20:57:27
Статья в формате PDF
171 KB...
13 07 2026 22:40:20
Статья в формате PDF
116 KB...
12 07 2026 14:44:43
Статья в формате PDF
89 KB...
10 07 2026 22:29:43
В данной работе авторами выдвигается и обосновывается тезис о том, что торгово-коммерческая деятельность является определяющим фактором в системе рыночных отношений.
...
09 07 2026 8:49:51
Статья в формате PDF
111 KB...
08 07 2026 19:32:32
Статья в формате PDF
127 KB...
07 07 2026 0:49:48
Статья в формате PDF
257 KB...
06 07 2026 11:34:15
Статья в формате PDF
99 KB...
05 07 2026 20:23:53
Статья в формате PDF
107 KB...
03 07 2026 18:29:40
Статья в формате PDF
260 KB...
02 07 2026 0:16:34
Статья в формате PDF
100 KB...
01 07 2026 21:10:45
Статья в формате PDF
251 KB...
30 06 2026 15:57:57
Статья в формате PDF
235 KB...
27 06 2026 23:54:14
Статья в формате PDF
264 KB...
26 06 2026 3:21:30
Статья в формате PDF
274 KB...
25 06 2026 14:35:41
Статья в формате PDF
268 KB...
24 06 2026 18:13:17
Статья в формате PDF
126 KB...
23 06 2026 20:42:59
Статья в формате PDF
75 KB...
22 06 2026 11:52:56
В статье освящаются проблемы влияния наследственности, общего анатомо - физиологического, психологического и социально-духовного состояния организма на здоровье детей старшего дошкольного возраста с нарушением речи.
...
21 06 2026 11:49:15
Статья в формате PDF
284 KB...
20 06 2026 22:24:18
Статья в формате PDF
115 KB...
18 06 2026 20:56:58
Статья в формате PDF
122 KB...
17 06 2026 11:38:29
Статья в формате PDF
342 KB...
15 06 2026 2:53:31
Статья в формате PDF
133 KB...
14 06 2026 1:45:25
Статья в формате PDF
268 KB...
13 06 2026 4:53:28
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
