Влияние структурных и реологических факторов на кинетику процессов твердофазной обработки термостойких полимерных материалов

Размещено на http://www.allbest.ru/

22

Размещено на http://www.allbest.ru/

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Влияние структурных и реологических факторов на кинетику процессов твердофазной обработки термостойких полимерных материалов

Общая характеристика работы

Актуальность темы диссертационного исследования. При получении изделий из композиционных материалов традиционными методами расходуется большое количество энергии, так как они включают в себя длительные стадии нагрева и охлаждения материала в прессформе. Высокие значения температуры плавления термостойких полимеров затрудняют их переработку, что сдерживает использование традиционных технологий и диктует необходимость перехода к новым технологическим процессам и оборудованию обработки композиционных материалов.

Одним из перспективных направлений переработки полимерных материалов, которое имеет большое практическое значение, является обработка полимеров давлением в твердой фазе. Данная работа посвящена изучению влияния структурных и реологических факторов на кинетику процессов твердофазной обработки термостойких полимерных материалов на основе фторопласта-4 и полисульфона в условиях твердофазной экструзии и одноосного прессования. Отсутствие системных теоретических и экспериментальных исследований в этой области не позволяет использовать широкие возможности твердофазной технологии.

Работа выполнялась в соответствии с российско-американской программой «Фундаментальные исследования и высшее образование» (BRHE), проект НОЦ 019 ТамбГТУ-ИСМАН «Твердофазные технологии» при финансовой поддержке американского фонда гражданских исследований и развития (CRDF) на 2007-2010 гг. и Министерства образования и науки России в рамках аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы» на 2006-2008 гг., код проекта РНП.2.2.1.1.5355, а также в соответствии с федеральной целевой программой «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России» на 2007-2012 гг., госконтракт №02.513.11.3377 от 26 ноября 2007 г.

Цель и задачи исследования. Целью работы являлось исследование влияния структурных и реологических факторов на кинетику процесса твердофазной обработки термостойких полимерных материалов на основе фторопласта-4 и полисульфона в условиях твердофазной экструзии и одноосного прессования.

Для достижения цели были поставлены и решены следующие задачи.

1. Исследование влияния дисперсности и морфологии частиц фторопластов различных марок на кинетику их уплотнения.

2. Изучение реологического поведения полисульфона и фторопласта-4 при одноосном холодном прессовании.

3. Исследование устойчивости технологических режимов процесса твердофазной экструзии фторопласта-4, полисульфона и АБС-сополимера в широком диапазоне скоростей нагружения (2 … 200 мм/мин) и различных механизмов потери этой устойчивости.

4. Определение допустимых областей (интервалов) изменения скоростей нагружения, в которых реализуются устойчивые режимы процесса экструзии.

5. Изучение эксплуатационных свойств композиционных полимерных материалов на основе полисульфона и фторопласта-4, полученных методом твердофазной экструзии.

6. Изучение влияния модифицирующих добавок на физико-химические свойства экструдатов, полученных при жидко- и твердофазной экструзии. Сравнение молекулярно-релаксационных и структурно-механических характеристик композитов на основе полисульфона и фторопласта, полученных в процессе жидко- и твердофазной технологии.

7. На основе изучения кинетики процессов твердофазной обработки термостойких композиционных полимерных материалов на основе полисульфона и фторопласта-4, их реологического поведения, физико-механи - ческих свойств и структурных характеристик выдача практических рекомендаций по осуществлению процессов твердофазной экструзии и прессования в промышленном производстве изделий из термостойких полимерных материалов.

Научная новизна:

1. Впервые получены данные по кинетике уплотнения фторопласта-4 различных марок и влиянию дисперсности и морфологии этих материалов на кинетику уплотнения, изучены механизмы уплотнения, соответствующие различным стадиям процесса химической технологии - твердофазной обработки термостойких полимерных материалов.

2. Впервые исследованы реологические характеристики порошкообразного фторопласта-4 различных марок: модуль сжатия и коэффициент сжимаемости (G, k_сж), величина линейной деформации (е^*), а также зависимость давления прессования от относительной плотности.

3. Методом ядерно-магнитного резонанса установлено повышение степени кристалличности на 5 … 7% в образцах фторопласта-4, полученных в процессе твердофазной экструзии, в сравнении с образцами, полученными жидкофазным методом.

4. Впервые изучены твердофазные процессы химических технологий теплостойких полимеров, получены молекулярно-релаксационные и струк-

5. турно-механические характеристики композитов на основе полисульфона и закономерности формирования их молекулярно-топологического строения в результате обработки давлением в твердой фазе.

5. Установлено, что устойчивый технологический режим твердофазной экструзии фторопласта-4 реализуется при условии, когда характерное время структурных изменений меньше, чем характерное время уплотнения материала. Показано, что при характерном времени уплотнения, большем времени тепловой релаксации, реализуется режим недопрессовки. Именно в этом режиме оказывают сильное влияние на процесс уплотнения реологические свойства материала, а сам процесс уплотнения носит существенно нестационарный и неизотермический характер. Для обратного соотношения между указанными характерными временами реализуется режим максимального уплотнения.

Практическая значимость:

1. Решены практические вопросы твердофазных процессов и аппаратов химических технологий термостойких полимеров - определены режимные параметры процесса твердофазной экструзии фторопласта-4 и полисульфона, обеспечивающие устойчивость процесса деформирования материала и высокое качество поверхности экструдированных образцов.

2. Установлены режимные параметры процесса прессования фторопласта-4 для получения заготовок, такие как давление прессования и время выдержки, в зависимости от дисперсности и морфологии частиц порошкообразного фторопласта. Экспериментально установлено, что время прохождения стадии пластического деформирования для различных марок фторопласта-4 при его уплотнении зависит от дисперсности частиц порошкообразного материала.

3. Для ультрадисперсного фторопласта «Форум» определены модуль сжатия G, коэффициент сжимаемости k_сж, величина линейной деформации е^*, оптимальная относительная плотность заготовки с_отн и необходимое давление прессования Р_пресс: G = 13,89 МПа; е^* = 0,59; k_сж = 0,07 Па-¹; с_отн = 0,8; Р_пресс = 20 МПа. Эти результаты также могут быть использованы и для решения технологических задач получения изделий и заготовок из других марок порошкообразного фторопласта-4.

4. Установлено, что устойчивый технологический режим твердофазной экструзии фторопласта-4 реализуется при условии, когда характерное время структурных изменений меньше, чем характерное время уплотнения материала. Устойчивый режим деформирования при твердофазной экструзии АБС-сополимера имеет место в промежуточном интервале значений скоростей (от 5 до 200 мм/мин), а в области малых скоростей (< 5 мм/мин) и в области больших скоростей (> 200 мм/мин) наблюдается неустойчивый режим экструзии.

5. При исследовании усадочных процессов в условиях изометрического нагрева установлено, что у ПСФ-композита с содержанием 1 массовой части углеродного наноматериала (УНМ) наблюдается увеличение температуры теплостойкости примерно на 20-25 и снижение уровня остаточных напряжений на 25% в сравнении с исходным материалом.

6. На основании полученных результатов выданы рекомендации по применению твердофазной технологии и методики изучения реологического поведения полимерных порошков в условиях одноосного прессования. Для ультрадисперсного фторопласта «Форум» указанные реологические характеристики используются на Кирово-Чепецком комбинате и Всероссийском научно-исследовательском институте использования техники и нефтепродуктов Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУВНИИТиН Россельхозакадемии, г. Тамбов) для получения изделий триботехнического назначения для двигателей внутреннего сгорания большегрузных машин и механизмов.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Методика и результаты исследования кинетики уплотнения фторопласта-4 различных марок и влияния дисперсности и морфологии этих материалов на кинетику уплотнения.

2. Механизмы уплотнения, соответствующие различным стадиям процесса твердофазной обработки термостойких полимерных материалов.

3. Исследование допустимых областей устойчивости технологических режимов обработки давлением термостойких полимерных материалов в твердой фазе в широком диапазоне скоростей выдавливания и механизмов отклонения процесса твердофазной экструзии от допустимых областей устойчивости.

4. Исследование влияния модифицирующих добавок (углеродного наноматериала УНМ «Таунит», карбида и диборида титана) на кинетику процесса твердофазной обработки термостойких полимерных материалов.

5. Экспериментальные данные по структуре и свойствам полисульфона и фторопласта, а также композитов на их основе, полученных твердофазными методами обработки давлением и жидкофазными методами. Сравнительный анализ молекулярно-релаксационных и структурно-механических характеристик этих композитов.

6. Практические рекомендации по применению твердофазных методов обработки давлением для изделий триботехнического назначения из фторопласта-4 различных марок.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на 24 всероссийских и международных научных конференциях.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 30 печатных работ, в том числе 6 статей в ведущих рецензируемых научных журналах из перечня ВАК, а также получен 1 патент на изобретение.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и списка используемых источников (126 работ отечественных и зарубежных авторов). Содержание диссертации изложено на 154 страницах машинописного текста, включает 77 рисунков и 9 таблиц.

Содержание работы

экструдат полисульфон фторопласт прессование

Во введении охарактеризовано современное состояние получения и обработки композиционных и керамических материалов, обоснована актуальность темы диссертационной работы, научная новизна и практическая значимость выполненных исследований.

В первой главе систематизированы литературные данные о современном состоянии создания и обработки композиционных материалов, особенностях процессов твердофазной обработки термостойких полимерных материалов на основе полисульфона и политетрафторэтилена; проанализировано влияние физико-химического строения термостойких полимеров на возможность их переработки в твердой фазе; определены основные направления совершенствования процессов твердофазной экструзии композиционных материалов на основе термостойких полимеров; сформулированы цель и задачи диссертационной работы; обоснован выбор объекта исследования; определены методы решения поставленных задач.

Во второй главе описываются объекты, оборудование и методики исследований. Объектами исследований служили композиционные полимерные материалы на основе полисульфона (ПСФ) и политетрафторэтилена (ПТФЭ) различных марок.

В качестве модифицирующих добавок для ПСФ, ПТФЭ и АБС использовали углеродный наноматериал (УНМ) «Таунит» производства ООО «Нано-Тех-Центр», г. Тамбов; карбид и диборид титана производства СВС-технологии Института структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН (ИСМАН, г. Черноголовка).

Приведены методики приготовления композиций, используемых в работе, особенности методик проведения исследований структуры, молекулярно-релаксационных и физико-механических свойств композиционных полимерных материалов. Представлены методы рентгеноструктурного анализа (РСА), ядерно-магнитного резонанса (ЯМР), термомеханической спектроскопии (ТМС) и линейной дилатометрии, методики оценки прочностных свойств в условиях одноосного растяжения и срезывающих напряжений, методики снятия остаточных напряжений, теплостойкости в режиме изометрического нагрева, ударной вязкости, микротвердости, дифференциально-сканирующей калориметрии.

В третьей главе представлены результаты исследования кинетики уплотнения порошкообразного фторопласта-4 различных марок и композиций на его основе. Для исследования были выбраны 6 марок фторопласта: Ф-4, Ф-4Д, Ф-4М, «Форум», «Флуралит». Их выбор связан со стремлением исследовать уплотняемость самых разнообразных выпускаемых фторопластов, применяемых в промышленности.

Важнейшая задача в теории и практике холодного прессования состоит в установлении зависимости между приложенным давлением Р и плотностью заготовки. Суть реологического подхода состоит в экспериментальном изучении кривых «напряжение-деформация» в режиме постоянства скорости деформирования (а не постоянства давления).

Выбор оптимальных условий прессуемости можно осуществлять на основе анализа реологической кривой «давление-деформация» построенной на основании кривой «давление-время». Реологическая кривая позволяет определять реологические характеристики материала, например, модуль упругости при сжатии, выявляя механизм деформирования и находить оптимальные условия формуемости. Деформация рассчитывается (рис. 4) по формуле: е = Дh/h_нач, где h_нач - начальная высота насыпного слоя; Дh - изменение высоты насыпного слоя с течением времени.

Четвертая глава посвящена исследованию устойчивости технологических режимов твердофазной экструзии фторопласта-4 и полисульфона. Опыты по твердофазной экструзии образцов проводились на экспериментальной установке типа капиллярного вискозиметра (рис. 8) с загрузочной камерой диаметром 0,005 м. В качестве заготовок использовались прутки полимера диаметром 0,005 м и длиной 0,015 м. Давление формования рассчитывалось как среднее арифметическое данных испытаний 4-5 образцов - заготовок со средней квадратичной ошибкой не более 5%. Температура испытаний Т_экс = 295 K.

Кинетические кривые зависимости давления от времени P (t) процесса твердофазной экструзии фторопласта-4 при комнатной температуре представлены на рис. 5. Эксперимент проводился для трех фильер различных диаметров d_фил и степеней обжатия л_экс соответственно: а) л_экс = 1,73; d_фил = 3,8 мм; б) л_экс = 4; d_фил = 2,5 мм; в) л_экс = 5,17; d_фил = 2,2 мм. Фотографии экструдированных (1, 2, 3) и исходного (4) образцов для анализа кинетических кривых представлены на рис. 6. Для максимального диаметра d_max, равного d_фил = 3,8 мм, среднее значение давления экструзии Р_ср составляет 50 МПа, колебания давления во времени практически отсутствуют, вследствие чего поверхность экструдата гладкая (Рис. 6, 3). Для промежуточного диаметра фильеры d_фил = 2,5 мм, Р_ср = 100 МПа (рис. 5, б), что в 2 раза выше, чем для d_фил = 3,8 мм. Появляются значительные колебания давления во времени, вследствие чего по цилиндрической поверхности экструдата распространяются винтовые образования, характерные при неустойчивости течения.

Для последнего случая минимального диаметра фильеры d_фил = 2,2 мм среднее значение давления экструзии выше, чем в двух предыдущих случаях, и составляет 135 МПа. Частота и амплитуда колебаний давления во времени резко возрастают, вследствие чего на поверхности экструдата спиралеобразные дефекты уменьшают шаг и увеличиваются количественно. При этом образец теряет целостность и распадается на отдельные спиралеобразные волокна.

Полученные экспериментальные результаты качественно были сопоставлены с результатами численных расчетов по теоретической модели. Эта модель включала в себя уравнения неразрывности, движения, теплопроводности, а также реологические соотношения и кинетическое уравнение, описывающее изменение структуры (в тексте диссертации постановка задачи приведена полностью). Развитие процесса твердофазной экструзии зависит от разнообразных влияний режимных факторов: скорости, собственных свойств материала (объемной и сдвиговой вязкостей и их зависимости от плотности, температуры, структурного параметра), тепловых и граничных условий, теплофизических характеристик и их зависимости от плотности, геометрии установки и образца. Влияния этих факторов должны быть отражены через характерные времена основных процессов. Для исследования процесса структурных превращений была использована модель течения двухкомпонентной жидкости с учетом кинетики взаимного превращения структурных единиц [4]. Согласно этой модели реологическая система состоит из структур типа A и B с концентрацией их в объеме a и b=1 - a. По аналогии с задачами химической кинетики суммарную скорость превращения структуры по схеме В будем определять по формуле:

где - степень структурных превращений; - коэффициент скорости разрушения структуры (характеризует снижение эффективной энергии активации); - коэффициент скорости накопления числа сшивок. Как известно, под воздействием механического поля происходит деформация связей в разрушаемой структуре, зависящая от величины напряжения и ориентации хаотично направленных молекулярно-кинетических единиц, которая зависит от градиента скорости.

Задача имеет четыре масштаба характерных времен:

t_extr = q₀ /V_extr; t_c = 4₁3;

t_т = c₁ q₀²/ ; t_a = 1/k₀₂,

Здесь t_extr - время экструзии; t_c - время уплотнения; t_т - время тепловой релаксации; t_a - время структуризации; ₁ - вязкость несжимаемой основы материала; q₀ - относительная начальная масса материала; P - давление на поршне; c, - удельная теплоемкость и теплопроводность материала; V_extr - скорость экструзии. В зависимости от соотношений между этими масштабами возможны различные режимы уплотнения и структурных изменений. Наблюдаемые особенности в распределениях плотности и температуры сильно зависят от тепловых потоков, начального распределения плотности, реологических факторов, температурных характеристик появления и исчезновения жидкой фазы. Закономерности уплотнения определяются соотношениями между характерными временами уплотнения и остывания. Численные расчеты и экспериментальные данные показали, что для t_c >>t_т реализуется режим недопрессовки. Именно в этом режиме оказывают сильное влияние на процесс уплотнения реологические свойства материала, а сам процесс уплотнения носит существенно нестационарный и неизотермический характер. Для t_c << t_т реализуется режим максимального уплотнения.

Характерные времена, соответствующие этим значениям параметров, изменяются в следующих интервалах: t_extr = 2,5  10-⁵ … 10² c; t_c = 1,3  10-² … 1,3  10² c; t_т = 5 … 1,6  10³ c; t_a = 1  10-⁵ … 10³ c.

Численные расчеты показали, что для случая, когда время структурных изменений сравнимо со временем деформирования, образцы получаются недоструктурированные и недоуплотненные, что согласуется с экспериментом. При уменьшении диаметра фильеры время уплотнения меньше, чем время экструзии, материал становится твердообразным, вследствие чего возникает неустойчивый режим течения. При этом возникают периодические колебания по всей поверхности образца. В результате образцы получаются с неоднородной структурой, хотя и предельно плотные. Между этими предельными случаями лежат переходные режимы структурирования и уплотнения, что также подтверждается численными расчетами.

Экспериментальная ячейка для плунжерной твердофазной экструзии термопластов: 1 - пуансон; 2 - матрица; 3 - фильера; 4 - нагреватель; 5 - термопара; 6 - заготовка термопласта

Установлено, что твердофазная экструзия полисульфона имеет свои особенности, заключающиеся в том, что при постоянной скорости нагружения практически невозможно получение качественных экструдатов. Получение экструдатов в ячейке высокого давления (рис. 8) для ПСФ возможно лишь при ступенчатом режиме нагружения, при подаче давления малыми частями, вследствие высокой вязкости материала. В нулевой момент времени при нагружении образца напряжение начинает возрастать. Пройдя стадию упругого деформирования, плунжер пресса останавливают. В момент остановки плунжера прибор фиксирует изменение напряжения в образце под действием накопившейся в нем упругой энергии (материал постепенно вытекает из фильеры). За некоторое время Дt образец сбрасывает накопившееся напряжение определенной величины Ду. При этом величина сбрасываемого напряжения заметно увеличивается, а время сброса уменьшается (рис. 9). Этот цикл повторяется до тех пор, пока материал не экструдируется полностью.

Исследование устойчивости экструзии проводилось и на другом объекте - АБС-сополимере. Экспериментальные результаты, подтверждающие теоретические выводы, представлены на рис. 7. При скоростях выдавливания V < 50 мм/мин и больших скоростях V > 200 мм/мин наблюдается неустойчивый режим экструзии с появлением на поверхности образцов чешуек и трещин. Оптимальный диапазон изменения скоростей 50 < V < 200 мм/мин соответствует устойчивому режиму выдавливания с гладкой поверхностью образцов.

Зависимость давления экструзии от времени при ступенчатом режиме нагружения полисульфона

В пятой главе приведены данные по структуре и свойствам твердофазных экструдатов в сравнении с жидкофазными. Для определения топологической структуры и степени кристалличности были выбраны три образца фторопласта-4: образец, полученный по традиционной технологии, и образцы, полученные твердофазной экструзией при скоростях нагружения 5 и 95 мм/мин соответственно. ЯМР измерения проводились на ядрах ¹⁹F на спектрометре Bruker MSL 300 при изменении температуры от 230 К до 383 К для трех образцов. В результате сравнения расчетных и экспериментальных спадов свободной индукции (ССИ) получена универсальная прямая для определения степени кристалличности ПТФЭ.

Таким образом, для всех трех образцов ПТФЭ установлено изменение топологической структуры от кристаллической до аморфно-кристаллической при повышении температуры и показано, что в образцах, полученных методом твердофазной экструзии, степень кристалличности на 5% выше, чем при жидкофазной экструзии, и составляет 55%.

В работе также приведены данные метода термомеханической спектроскопии (ТМС) полисульфона и композитов на его основе. Из анализа термомеханических кривых вытекает, что в композите при Ткл = 360 К до начала процесса плавления кристаллической фазы начинается разрушение кластерного блока.

После его завершения при Т = 427 К начинается плавление кристаллической фазы полисульфона. Ее содержание в композите ПСФ + УНМ после жидкофазной экструзии (ц_к = 0,50) существенно выше в сравнении с ее содержанием в полисульфоне.

Модифицирующая добавка углеродного наноматериала увеличивает значение ударной вязкости композита и при введении 1 м.ч. УНМ превышает значение ударной вязкости исходного материала примерно на 52% (рис. 11).

При исследовании усадочных процессов получены диаграммы изометрического нагрева образцов полисульфона и композитов ПСФ+УНМ. При анализе полученных экспериментальных данных установлено, что у ПСФ + 1 м.ч. УНМ наблюдается увеличение температуры теплостойкости примерно на 20 … 25 и снижение уровня остаточных напряжений на 25% в сравнении с исходным материалом.

Диаграмма изменения ударной вязкости с надрезом системы ПСФ + УНМ, полученной жидкофазной экструзией, Тэкс = 583 К

Диаграмма изометрического нагрева образцов ПСФ (1) и ПСФ + 1 м.ч. УНМ (2), экструдированных при лэкс = 2,52 и T = 463 К, d = 3,1 мм. Скорость поднятия температуры 1,7 град/мин

Основные результаты работы

В ходе теоретических и экспериментальных исследований твердофазных процессов и аппаратов химических технологий термостойких полимеров, структурных, реологических факторов и кинетики процессов обработки давлением в твердой фазе получены следующие основные результаты.

1. Выявлено влияние дисперсности и морфологии на кинетику уплотнения порошков фторопласта. Чем меньше частицы порошка и форма частиц приближается к сферической, тем быстрее протекает стадия пластического деформирования.

2. Для всех марок фторопласта-4 были определены реологические характеристики: модуль сжатия G (МПа), конечное значение деформации линейного участка кривой «напряжение-деформация» е^*, коэффициент сжимаемости k_сж (Па-¹), а также технологические величины, такие как относительная плотность с_отн и необходимое давление прессования Р_пресс (МПа). Для ультрадисперсного фторопласта установлено, что эти величины равны соответственно: G = 13,89 МПа; е^* = 0,59; k_сж = 0,07 Па-¹; с_отн = 0,8; Р_пресс = 20 МПа.

3. Проведено экспериментальное исследование устойчивости технологических режимов процесса твердофазной экструзии фторопласта-4, полисульфона и АБС-сополимера. Установлено, что допустимые области устойчивости технологических режимов реализуются при условии, когда характерное время структурных изменений материала меньше, чем характерное время уплотнения материала.

4. Экспериментально установлено, что неустойчивый режим твердофазной экструзии АБС-сополимера может наблюдаться как в области малых скоростей (< 5 мм/мин), так и в области больших скоростей (> 200 мм/мин). Устойчивый режим деформирования реализуется лишь в промежуточном интервале значений скоростей (от 5 до 200 мм/мин).

5. Для системы 100 м.ч. ПСФ + 1 м.ч. УНМ после твердофазной обработки в сравнении с жидкофазной происходит повышение прочности на срез на 40%. Модифицирующая добавка углеродного наноматериала увеличивает значение ударной вязкости композита и при введении 1 м.ч. УНМ превышает значение ударной вязкости исходного материала на 52%. При исследовании усадочных процессов в условиях изометрического нагрева установлено, что у ПСФ-композита с содержанием 1 м.ч. УНМ наблюдается увеличение температуры теплостойкости на 20 … 25 и снижение уровня остаточных напряжений на 25% в сравнении с исходным материалом.

6. В процессе ТФЭ обеспечивается анизотропная структура полимерного композита, отличающаяся от жидкофазной степенью кристалличности. Присутствие в ПСФ-композите наноразмерного углерода в обоих технологических вариантах переработки (ЖФЭ и ТФЭ) существенно изменило молекулярно-релаксационные характеристики цепей в его топологических блоках. В структуре композита сформировались две кристаллические модификации с различной плотностью цепей упаковки в кристаллах и

соответственно с различной температурой начала их плавления. Определены молекулярно-релаксационные и структурно-механические характеристики полисульфоновых композитов. Для системы 100 м.ч. ПСФ + 1 м.ч. УНМ в случае твердофазной экструзии молекулярно-релаксационные и структурно-механические характеристики составляют: Mсw  10-³ = 504; Mсn  10-³ = 304; K = 44,2; _к = 0,59; _а = 0,25, для жидкофазной - Mсw 10-³ = 731; Mсn 10-³ = 443,2; K = 79,3; _к = 0,32; _а= 0,28.

Методом ядерно-магнитного резонанса установлено повышение степени кристалличности в композитах политетрафторэтилена, прошедших обработку давлением в твердой фазе при скоростях нагружения 5 и 95 мм/мин соответственно, в сравнении с композитом, полученным в жидкой фазе. Получена универсальная прямая для определения степени кристалличности в ПТФЭ. Показано, что в образцах, прошедших обработку давлением в твердой фазе, степень кристалличности на 5 … 7% выше, чем в образцах, полученных в жидкой фазе.

7. При изготовлении изделий триботехнического назначения величина оптимального давления должна соответствовать значениям, найденным в работе, для обеспечения оптимальной плотности изделий.

Основные положения диссертации изложены в следующих работах

1. Сравнительное исследование молекулярно-топологического строения АБС-сополимера жидко- и твердофазной экструзии / Г.С. Баронин, А.М. Столин, Ю.А. Ольхов, Д.В. Пугачев и др. // Вестник Тамбовского государственного технического университета. - 2008. - Т. 14, №1. - С. 97 - 110.

2. Сравнительные молекулярно-релаксационные и структурные характеристики АБС-сополимера жидко- и твердофазной экструзии / Г.С. Баронин, А.М. Столин, Ю.А. Ольхов, К.В. Шапкин, Д.В. Пугачев и др. // Физика и техника высоких давлений. НАН Украины. - 2007. - Т. 17, №6. - С. 45 - 51.

3. Столин, А.М. Реологическое поведение порошковых шихтовых материалов при холодном одноосном прессовании / А.М. Столин, П.М. Бажин, Д.В. Пугачев // Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. - 2008. - №4. - С. 26 - 37.

4. Беляева, Н.А. Неустойчивые режимы деформирования при твердофазной экструзии вязкоупругих структурированных систем / Н.А. Беляева, А.М. Столин, Д.В. Пугачев, Л.С. Стельмах // ДАН. - 2008. - Т. 420, №6. - С. 777 - 780.

5. Молекулярно-релаксационные и структурно-механические характеристики АБС-композитов, полученных жидко- и твердофазной экструзией / Г.С. Баронин, A.M. Столин, Ю.А. Ольхов, К.В. Шапкин, Д.В. Пугачев // Вестник Тамбовского государственного технического университа. - 2006. - Т. 12. - №4Б.

6. Пугачев, Д.В. Исследование процесса твердофазной экструзии полисульфона, модифицированного углеродным наноматериалом / Д.В. Пугачев, Д.Е. Кобзев, Г.С. Баронин, А.М. Столин // Перспективные материалы. - Специальный выпуск (6). - Часть 2 декабрь 2008 г. - Функциональные наноматериалы и высокочистые вещества. - С. 222 - 224.

7. Сравнительные молекулярно-релаксационные и структурно-механические характеристики СВМПЭ-композитов жидко- и твердофазной технологии / Г.С. Баронин, А.М. Столин, В.М. Поликарпов, К.В. Шапкин, Д.В. Пугачев и др. // Химическая технология. - 2009. - №1. - С. 16 - 21.

Размещено на Allbest.ru