Технические решения для промышленности
Закрыть
Технические решения для промышленности
Технологии

Пластики, эластомеры и нанокомпозиты. Нанокомпозиты. Часть 14

24 июля 2020
Пластики, эластомеры и нанокомпозиты. Нанокомпозиты. Часть 14

На армирующую способность наполнителя влияют такие факторы, как сила взаимодействия и размер контактной поверхности. Влияние этих факторов выражается при помощи нескольких уравнений, где используются такие значения, как удельная площадь поверхности наполнителя (контактной поверхности), его плотность, толщина и соответствующее свойство межфазного образования, спонтанно образующегося во всех гетерогенных полимерных системах. Было доказано, что эти два параметра зависят от силы взаимодействия полимерная матрица / наполнитель. Нагрузка, которую несет второй компонент, зависит также от свойств матрицы; степень усиления в более мягком полимере больше, чем в более жестком полимере. Достоверность модели была продемонстрирована для различных гетерогенных систем от полимеров в виде частиц до смесей и коротких армированных волокнами композитов.

Если модель верна, мы должны получить линейную корреляцию, когда натуральный логарифм пониженного предела текучести, исключающий влияние эффективного несущего поперечного сечения, нанесен на график в зависимости от содержания наполнителя. Линейность является необходимым, но не достаточным условием для доказательства правильности модели. Тем не менее, линейность корреляции в большом количестве различных композитов, а также зависимость от факторов, указанных выше, являются достаточными доказательствами эффективности. Композиты с разными матрицами легче сравнивать, если мы нормализуем прочность в соответствии с некоторыми значениями полимерной матрицы. Предел текучести композитов должен падать пропорционально степени усиления. Полиамидные нанокомпозиты являются неоспоримыми образцовыми материалами, в которых слоистые силикаты оказывают наибольший усиливающий эффект. Обширное расслоение и сильное армирование почти всегда предполагаются и ожидаются в полиамид / слоистых силикатных композитах.

Пластики, эластомеры и нанокомпозиты. Нанокомпозиты. Часть 14

Однако, если мы тщательно изучим и сравним опубликованные данные, мы обнаружим, что свойства этих материалов могут варьироваться в очень широком диапазоне, и иногда силикат оказывает только очень умеренное усиливающее действие. Предел текучести при растяжении композитов охватывает очень широкий диапазон. Довольно удивительно, что в некоторых случаях даже очень низкие значения армирования были получены даже при использовании ОММТ, несмотря на общее убеждение, что силикаты в значительной степени расслаиваются в полиамидах, и свойства значительно улучшаются. Здесь мы должны обратить внимание на тот факт, что большинство силикатов были обработаны алифатическими аминами, а не аминокислотой. В то время как последняя создает ковалентную связь и сильную адгезию к матрице, первые уменьшают межфазное взаимодействие, что приводит к ухудшению передачи напряжения, а также к более слабому усилению. Все без исключения композиты, содержащие силикат с обработкой алифатическим амином, имеют небольшие значения армирования,. Мы также должны упомянуть здесь, что создатели композитов с наибольшим значением армирования пока не предоставили научной общественности никакой информации о составе их материалов.

Пластики, эластомеры и нанокомпозиты. Нанокомпозиты. Часть 14

Из этих результатов можно сделать два вывода. Во-первых, межфазные взаимодействия играют важную роль в определении свойств слоистых силикатных нанокомпозитов. А во-вторых, информация о составе композитов с высоким армированием до сих пор не обнародована скорее всего не потому, что представляет какую-то коммерческую тайну, а потому, что создатели этих материалов пока не могут получить стабильные результаты при производстве таких материалов. Определение значений армирующей способности материалов дает возможность оценить также степень отслаивания в этих композитах. Мы предполагаем, что NaMMT вообще не расслаивается, в то время как удельная площадь поверхности полностью отслаивающегося силиката, как известно, составляет около 750 м2 / г. Эти два случая представляют границы для нулевого и максимального усиления. Армирующая способность линейно зависит от удельной поверхности, если все остальные факторы, включая взаимодействие, одинаковы. Используя композиты PP / CaCO3 в качестве эталона, мы можем сделать выводы, что удовлетворительные значения могут быть получены, если расслоение было завершено вплоть до отдельных силикатных слоев.

Наибольшее значение, рассчитанное для композита PA Шелли, соответствует удельной площади поверхности около 90 м2 / г. Это указывает на образование структур, содержащих в среднем приблизительно 10 силикатных слоев. Этот результат хорошо согласуется с опытом, что очень трудно добиться полного отслаивания, и нанокомпозиты всегда содержат различные структурные образования, включая отдельные силикатные пластинки, интеркалированные структуры, но иногда даже крупные частицы. Здесь мы должны обратить внимание на значимость результатов и на сложность корреляции между структурой, взаимодействием и свойствами. Хотя армирование правильно измеряет усиление, на его значение влияют несколько факторов. Его можно использовать для оценки степени отслаивания только в случае хорошей адгезии и при отсутствии ориентации структур в определенном направлении.

Пластики, эластомеры и нанокомпозиты. Нанокомпозиты. Часть 14

Хотя это последнее условие может быть выполнено во многих случаях, поскольку опубликованные микрофотографии ПЭМ обычно показывают случайную ориентацию структур, адгезия между матрицей и полимером может значительно варьироваться от одного композита к другому. Мы можем предположить хорошую адгезию в полиэтилене, полипропилене и в некоторых композитах на основе полиамидов из-за использования функционализированных полимеров или 3-капролактама в качестве связующего агента, соответственно. В этих случаях качество армирования, вероятно, связано со степенью отслаивания. Взаимодействие слабое в PA-композитах, содержащих силикаты, обработанные алифатическими аминами, о чем свидетельствуют небольшие значения армирования, полученные в таких случаях, а также предыдущие результаты. Поскольку мы не можем контролировать или даже характеризовать структуру с достаточной точностью, оценка силы межфазных взаимодействий, а также существования и свойств межфазной поверхности не может быть оценена никакими эталонными вычислениями.

Пластики, эластомеры и нанокомпозиты. Нанокомпозиты. Часть 14

Для получения более полной информации, надо обратиться к нашим специалистам по телефону
+7 (495) 268-0242, или почте info@nomitech.ru, они окажут помощь в подборе необходимого оборудования, которое будет соответствовать вашим требованиям как в части технических характеристик, так и в ценовом плане.

комментарии
Комментариев нет

Прежде, чем Вы сможете добавить свой комментарий, он будет проверен администратором.
вернуться назад