Российские нанотехнологии. 2018; 13: 24-29
ВЛИЯНИЕ РАЗМЕРОВ НАНОЧАСТИЦ И ИХ АГЛОМЕРАТОВ НА ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЭПОКСИНАНОКОМПОЗИТОВ
Аннотация
В работе установлена связь между параметрами структуры эпоксидных нанодисперсий и нанокомпозитов и комплексом физико-механических свойств эпоксинанокомпозитов при распределении наночастиц на нано- и микроуровне. Показано, что морфология эпоксинанокомпозитов и размер агломератов в эпоксидном олигомере как на нано- (до ~100 нм), так и микроуровне (до ~390 нм) практически не изменяются в процессе отверждения при переходе связующего из жидкого в твердое состояние (матрица). Впервые установлено, что оптимальные физико-механические свойства достигаются у нанодисперсий и нанокомпозитов только при формировании в структуре эпоксинанокомпозитов агломератов из наночастиц размером 150–200 нм.
Список литературы
1. Кахраманов Н.Т., Азизов А.Г., Осипчик В.С., Мамедли У.М., Арзуманова Н.Б. Наноструктурированные композиты и полимерное материаловедение // Пластические массы. 2016. № 1–2. С. 49–57.
2. Бадамшина Э.Р., Гафурова М.П., Эстрин Я.И. Модифицирование углеродных нанотрубок и синтез полимерных композитов с их участием // Успехи химии. 2010. Т. 79. № 11. С. 1027–1064.
3. Каблов Е.Н., Кондрашов С.В., Юрков Г.Ю. Перспективы использования углеродсодержащих наночастиц в связующих для полимерных композиционных материалов // Российские нанотехнологии. 2013. Т. 8. № 3. C. 28–46.
4. Новиковский Е.А. Модификация эпоксидных композиций углеродными ультрадисперсными частицами термического и детонационного синтеза: Дис. … канд. наук. Барнаул: АГТУ им. А.И. Ползунова. 2017. 178 c.
5. Шитов Д.Ю., Кравченко Т.П., Будницкий Ю.М., Ней З.Н., Осипчик В.С. Нанокомпозиты на основе полиолефинов // Пластические массы. 2015. № 3–4. С. 9–12.
6. Ларионов С.А., Деев И.С., Петрова Г.Н., Бейдер Э.Я. Влияние углеродных наполнителей на электрофизические, механические и реологические свойства полиэтилена // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2013. № 9. Статья № 04.
7. Кондрашов С.В., Шашкеев К.А., Попков О.В., Соловьянчик Л.В. Перспективные технологии получения функциональных материалов конструкционного назначения на основе нанокомпозитов с УНТ (обзор) // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2016. № 3. Сатья № 07.
8. Мир материалов и технологий. Полимерные нанокомпозиты / Под ред. Ю. Винг Май, Ю. Жонг-Жен. М: Техносфера, 2011. 688 с.
9. Акатенков Р.В., Алексашин В.Н., Аношкин И.В., Бабин А.Н., Богатов В.А., Грачев В.П., Кондрашов С.В., Минаков В.Т., Раков Э.Г. Влияние малых количеств функционализированных нанотрубок на физико-механические свойства и структуру эпоксидных композиций // Деформация и разрушения материалов. 2011. № 11. C. 22–24.
10. Гуняев Г.М., Каблов Е.Н., Алексашин В.М. Модифицирование конструкционных углепластиков углеродными наночастицами // Российский химический журнал. 2010. Т. LIV. № 1. C. 5–11.
11. Пыхтин А.А., Симонов-Емельянов И.Д. Технологические свойства нанодисперсий на основе эпоксидного олигомера марки DER-330 и белой сажи БС-50 // Тонкие химические технологии. 2016. Т. 11. № 4. С. 63–67.
12. Симонов-Емельянов И.Д., Пыхтин А.А., Смотрова С.А., Ковалева А.Н. Структурообразование и физико-механические характеристики эпоксидных нанокомпозитов // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2017. № 2. С. 2–7.
13. Кленин В.И., Щеголев С.Ю., Лаврушин В.И. Характеристические функции светорассеяния дисперсных систем. Саратов: Изд-во Саратовского ун-та, 1977. 177 с.
14. Щукин Е.Д., Перцов А.В., Амелина Е.А. Коллоидная химия: учебник для университетов и химико-технологических вузов. М.: Химия, 2004. 445 с.
15. Кудряшов С.Ю., Онучак Л.А. Коллоидная химия: лабораторный практикум. Самара: Изд-во «Универс-групп», 2006. 48 с.
16. Лукьянович В.М. «Электронная микроскопия в физико-химических исследованиях». М.: Изд-во АН СССР, 1960. С. 90–116.
17. Симонов–Емельянов И.Д. Построение структур в дисперснонаполненных полимерах и свойства композиционных материалов // Пластические массы. 2015. № 9–10. С. 29–36.
18. Трофимов Н.Н., Канович М.З. Прочность и надежность композитов. М.: Наука, 2014. 422 с.
19. Пол Д., Бакнелл К. Полимерные смеси. Том II: Функциональные свойства / Пер. с англ.; Под ред. В.Н. Кулезнева. СПб: Научные основы и технологии, 2009. 606 с.
20. Кулезнев В.Н. Смеси и сплавы полимеров. СПб: Научные основы и технологии. 2013. 216 с.
Title in english. 2018; 13: 24-29
ВЛИЯНИЕ РАЗМЕРОВ НАНОЧАСТИЦ И ИХ АГЛОМЕРАТОВ НА ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЭПОКСИНАНОКОМПОЗИТОВ
Abstract
В работе установлена связь между параметрами структуры эпоксидных нанодисперсий и нанокомпозитов и комплексом физико-механических свойств эпоксинанокомпозитов при распределении наночастиц на нано- и микроуровне. Показано, что морфология эпоксинанокомпозитов и размер агломератов в эпоксидном олигомере как на нано- (до ~100 нм), так и микроуровне (до ~390 нм) практически не изменяются в процессе отверждения при переходе связующего из жидкого в твердое состояние (матрица). Впервые установлено, что оптимальные физико-механические свойства достигаются у нанодисперсий и нанокомпозитов только при формировании в структуре эпоксинанокомпозитов агломератов из наночастиц размером 150–200 нм.
References
1. Kakhramanov N.T., Azizov A.G., Osipchik V.S., Mamedli U.M., Arzumanova N.B. Nanostrukturirovannye kompozity i polimernoe materialovedenie // Plasticheskie massy. 2016. № 1–2. S. 49–57.
2. Badamshina E.R., Gafurova M.P., Estrin Ya.I. Modifitsirovanie uglerodnykh nanotrubok i sintez polimernykh kompozitov s ikh uchastiem // Uspekhi khimii. 2010. T. 79. № 11. S. 1027–1064.
3. Kablov E.N., Kondrashov S.V., Yurkov G.Yu. Perspektivy ispol'zovaniya uglerodsoderzhashchikh nanochastits v svyazuyushchikh dlya polimernykh kompozitsionnykh materialov // Rossiiskie nanotekhnologii. 2013. T. 8. № 3. C. 28–46.
4. Novikovskii E.A. Modifikatsiya epoksidnykh kompozitsii uglerodnymi ul'tradispersnymi chastitsami termicheskogo i detonatsionnogo sinteza: Dis. … kand. nauk. Barnaul: AGTU im. A.I. Polzunova. 2017. 178 c.
5. Shitov D.Yu., Kravchenko T.P., Budnitskii Yu.M., Nei Z.N., Osipchik V.S. Nanokompozity na osnove poliolefinov // Plasticheskie massy. 2015. № 3–4. S. 9–12.
6. Larionov S.A., Deev I.S., Petrova G.N., Beider E.Ya. Vliyanie uglerodnykh napolnitelei na elektrofizicheskie, mekhanicheskie i reologicheskie svoistva polietilena // Trudy VIAM: elektron. nauch.-tekhnich. zhurn. 2013. № 9. Stat'ya № 04.
7. Kondrashov S.V., Shashkeev K.A., Popkov O.V., Solov'yanchik L.V. Perspektivnye tekhnologii polucheniya funktsional'nykh materialov konstruktsionnogo naznacheniya na osnove nanokompozitov s UNT (obzor) // Trudy VIAM: elektron. nauch.-tekhnich. zhurn. 2016. № 3. Sat'ya № 07.
8. Mir materialov i tekhnologii. Polimernye nanokompozity / Pod red. Yu. Ving Mai, Yu. Zhong-Zhen. M: Tekhnosfera, 2011. 688 s.
9. Akatenkov R.V., Aleksashin V.N., Anoshkin I.V., Babin A.N., Bogatov V.A., Grachev V.P., Kondrashov S.V., Minakov V.T., Rakov E.G. Vliyanie malykh kolichestv funktsionalizirovannykh nanotrubok na fiziko-mekhanicheskie svoistva i strukturu epoksidnykh kompozitsii // Deformatsiya i razrusheniya materialov. 2011. № 11. C. 22–24.
10. Gunyaev G.M., Kablov E.N., Aleksashin V.M. Modifitsirovanie konstruktsionnykh ugleplastikov uglerodnymi nanochastitsami // Rossiiskii khimicheskii zhurnal. 2010. T. LIV. № 1. C. 5–11.
11. Pykhtin A.A., Simonov-Emel'yanov I.D. Tekhnologicheskie svoistva nanodispersii na osnove epoksidnogo oligomera marki DER-330 i beloi sazhi BS-50 // Tonkie khimicheskie tekhnologii. 2016. T. 11. № 4. S. 63–67.
12. Simonov-Emel'yanov I.D., Pykhtin A.A., Smotrova S.A., Kovaleva A.N. Strukturoobrazovanie i fiziko-mekhanicheskie kharakteristiki epoksidnykh nanokompozitov // Vse materialy. Entsiklopedicheskii spravochnik. 2017. № 2. S. 2–7.
13. Klenin V.I., Shchegolev S.Yu., Lavrushin V.I. Kharakteristicheskie funktsii svetorasseyaniya dispersnykh sistem. Saratov: Izd-vo Saratovskogo un-ta, 1977. 177 s.
14. Shchukin E.D., Pertsov A.V., Amelina E.A. Kolloidnaya khimiya: uchebnik dlya universitetov i khimiko-tekhnologicheskikh vuzov. M.: Khimiya, 2004. 445 s.
15. Kudryashov S.Yu., Onuchak L.A. Kolloidnaya khimiya: laboratornyi praktikum. Samara: Izd-vo «Univers-grupp», 2006. 48 s.
16. Luk'yanovich V.M. «Elektronnaya mikroskopiya v fiziko-khimicheskikh issledovaniyakh». M.: Izd-vo AN SSSR, 1960. S. 90–116.
17. Simonov–Emel'yanov I.D. Postroenie struktur v dispersnonapolnennykh polimerakh i svoistva kompozitsionnykh materialov // Plasticheskie massy. 2015. № 9–10. S. 29–36.
18. Trofimov N.N., Kanovich M.Z. Prochnost' i nadezhnost' kompozitov. M.: Nauka, 2014. 422 s.
19. Pol D., Baknell K. Polimernye smesi. Tom II: Funktsional'nye svoistva / Per. s angl.; Pod red. V.N. Kulezneva. SPb: Nauchnye osnovy i tekhnologii, 2009. 606 s.
20. Kuleznev V.N. Smesi i splavy polimerov. SPb: Nauchnye osnovy i tekhnologii. 2013. 216 s.
