Дослідження взаємодії між гнучколанцюговими полімерами та високодисперсними наповнювачами

ЗМІСТ
ВСТУП
Розділ 1. Структура, фазові і релаксаційні стани полімерних систем
1.1. Макромолекулярні характеристики і типологія полімерів
1.2. Структура полімерів в конденсованому стані
1.3. Релаксаційний спектр макромолекул
1.4. Гнучколанцюгові полімери, їх характеристики
1.5. Релаксаційні стани та релаксаційні переходи в гнучколанцюгових полімерах
Розділ 2. Високодисперсні наповнювачі як модифікатори полімерів
2.1. Загальні уявлення та класифікація високодисперсних наповнювачів
2.2. Розмір і форма частинок високодисперсних наповнювачів
2.3. Диспергування
2.4. Питома поверхня
2.5. Поверхнева енергія
2.6. Фізичні і хімічні властивості високодисперсних наповнювачів
Розділ 3. Взаємодія гнучколанцюгвих полімерів з високодисперсними наповнювачами
3.1. Адгезія полімерів на поверхні наповнювача
3.2. Фізична адсорбція на наповнювачах
3.3. Cіткові теорії взаємодії на межі поділу фаз полімер-наповнювач
3.4. Хімічна природа зчеплення полімер-наповнювач та активні центри на поверхні частинок наповнювача
3.5. Граничний шар на межі поділу фаз полімер-наповнювач
3.6. Напруга на поверхні поділу полімер-наповнювач
Розділ 4. Вплив взаємодії високодисперсних наповнювачів на динамічні властивості композиту
4.1. Вимірювання в’язкопружних властивостей на ультразвукових частотах
4.2. Експериментальна частина
4.2.1. Концентраційна і температурна залежність в’язкопружних властивостей ПВХ-композицій
4.2.2. Вплив міжфазного шару на температурні залежності в’язкопружних характеристик КПМ
ВИСНОВКИ
ЛІТЕРАТУРА

3.3. Cіткові теорії взаємодії на межі поділу фаз полімер-наповнювач

Взаємопроникні полімерні сітки – монолітна система, що складається з двох чи більше трьохмірних сітчастих полімерів, в якій індивідуальні сітки хімічно одна з одною не зв’язані, але розділені із-за механічного переплетення ланцюгів, яке визначається умовами синтезу.

Всі взаємопроникні полімерні сітки умовно поділяють на ідеальні, частково взаємопроникні і з чітким фазовим розмежуванням.

Взаємопроникні полімерні сітки (ВПС) можна синтезувати двома методами: послідовного або одночасного затвердіння складових компонентів. Перший метод полягає в тому, що спочатку отримують сітчастий полімер, який є матрицею для формування в ньому другої сітки. Готова сітка набухає в рідкому полімері, який здатний до наступного затвердіння з утворенням другої сітки іншої хімічної природи. При синтезі ВПС методом одночасного затвердівання передбачається, що для отримання істинноїхімічної топології необхідно підбирати вихідні полімери так, щоб виключити хімічну взаємодію між різними ланцюгами.

Однією з основних характеристик структури сітчастого полімера є ефективна густина вузлів сітки. Взаємодія полімера з наповнювачем приводить до обмеження рухливості полімерних ланцюгів, яке еквівалентне утворенню додаткових фізичних вузлів полімерної сітки. Разом з тим зміна структури полімера в поверхневому шарі і зменшення густини упаковки макромолекул в ньому мають приводити до того, що середнє число міжмолекулярних зв’язків в одиниці об’єму має зменшуватись. Таким чином, наявність межі поділу може привести як до збільшення середнього ефективного числа фізичних вузлів сітки, так і до його зменшення внаслідок зменшення числа зв’язків полімер-полімер.

Введення частинок наповнювача в сітку приводить до серйозних відхилень від теорії: не можна очікувати афінної деформації сітки. Якщо припустити, що рівноважний модуль високоеластичності і рівноважне набухання наповненого сітчастого полімера в розчиннику визначається тими ж співвідношеннями, які справедливі для ненаповненого, то спостерігається ніби збільшення густини сітки, вирахуваної з даних по набуханню [19].

Це може бути пов’язане з вкладом агрегатів частинок наповнювача в структуру із впливом наповнювача на числопоперечних хімічних зв’язків, що утворюються.

При теоретичному описі набухання наповнених полімерів можуть бути розглянуті два випадки: взаємодія між полімером і поверхнею наповнювача порушується при дії розчинника, тобто всі зв’язки на межі поділу рвуться; полімер залишається повністю чи частково зв’язаний з поверхнею наповнювача. Навколо кожної частинки наповнювача мають утворитися пустоти, які будуть заповнюватися розчинником, тобто утворюються вакуолі, що заповнюються при набуханні розчинником. В цьому випадку самі частинки наповнювача не впливають на набухання.

У другому випадку – обмеженого набухання, коли полімер залишається повністю чи частково зв’язаний з поверхнею наповнювача – частинка наповнювача радіуса rn, що знаходиться в середовищі полімера, поблизу поверхні розділу взагалі не буде набухати і при віддаленні від поверхні на відстані r < rn (від центру частинки) набухання буде обмеженим; при rмежа поділу не буде впливати на набухання. При отриманні наповненого полімера, під впливом наповнювача не відбувається зміна числа хімічних зв’язків, то по даним про набухання можна визначити число додаткових вузлів в сітці полімера, утворених в результаті фізичної взаємодії макромолекул полімера з поверхнею наповнювача. Це дає можливість судити про міцність адгезійних зв’язків.

Дослідження ефективної густини вузлів сіткових полімерів, наповнених неорганічними наповнювачами, які вводять в полімер на стадії формування трьохмірної сітки, показало, що в присутності розвинутої поверхні утворюється більш дефектна сітка, ніж при полімеризації у відсутності наповнювача. Це пов’язано з тим, що сильно розвинута поверхня наповнювача на початковій стадії реакції може приводити до зростання швидкості розриву реакційних ланцюгів на поверхні, в результаті чого густина сітки зменшується і вона стає більш дефектною. На глибших стадіях реакції із-за адсорбції ланцюгів полімера, що зростають на поверхні наповнювача, значно зменшується їх рухливість, що також відображаєтьсяна швидкості росту і на швидкості розриву. Все це сприяє виникненню більш дефектної структури трьохмірної сітки.

При деякому вмісті наповнювача густини сітки наповненого і ненаповненого полімера стануть рівними. Мабуть, в даному випадку процеси, які пов’язані з адсорбцією макромолекул і які призводять до утворення дефектної сітки, компенсуються процесами, пов’язаними з орієнтацією молекул на поверхні наповнювача, яка полегшує утворення просторової сітки.

Достатньо сильна адсорбційна взаємодія полімерних ланцюгів з наповнювачем і велика ступінь дисперсності наповнювачів можуть сильно сповільнювати процес затвердіння, що при деякому вмісті наповнювача може обмежити утворення просторової сітки.

Густина упаковки макромолекул – одна із важливих структурних характеристик полімера. У випадку сіткових полімерів можна говорити про зміну густини упаковки відрізків ланцюгів між хімічними вузлами. Як вже відмічалося ВПС можна розглядати як наповнену систему, в якій одна із складових сіток є наповнювачем для іншої. Поскільки формування другої сітки відбувається у присутності уже сформованої першої сітки – наповненої і ненаповненої – і, очевидно, супроводжується адсорбцією ланцюгів, що зростають на поверхні наповнювача і першої сітки, то слід очікувати зміни густини упаковки ланцюгів поряд з іншими параметрами. Переплетення відрізків ланцюгів двох сіток при великому вмісті другого сіткового полімера здійснює значний вплив на густину упаковки в ВПС. Однак густина енергії когезії ВПС дещо вища, ніж в індивідуальних сітках, а отже, міжмолекулярна взаємодія більша ніж в індивідуальних сітках [11].

Характеристика роботи

Диплом

Кількість сторінок: 88

Безкоштовна робота

Закрити

Дослідження взаємодії між гнучколанцюговими полімерами та високодисперсними наповнювачами

Замовити дану роботу можна двома способами:

  • Подзвонити: (097) 844–69–22
  • Заповнити форму замовлення:
Не заповнені всі поля!
Обов'язкові поля до заповнення «ім'я» і одне з полів «телефон» або «email»

Щоб у Вас була можливість впевнитись в наявності обраної роботи, і частково ознайомитись з її змістом, ми можемо за бажанням відправити частини даної роботи безкоштовно. Всі роботи виконані в форматі Word згідно з усіма вимогами щодо оформлення даних робіт.