Âïëèâ ìîíòìîðèëîí³òó íà ñèíòåç, ñòðóêòóðó ³ âëàñòèâîñò³ ïîë³ö³àíóðàò³â

Äîñë³äæåííÿ îñîáëèâîñòåé ïðîöåñ³â ñ³òêîóòâîðåííÿ ³ ôîðìóâàííÿ ñòðóêòóðè ïîë³ö³àíóðàòó ó ïðèñóòíîñò³ ì³íåðàëüíîãî íàïîâíþâà÷à ìîíòìîðèëîí³òó àáî ðåàêö³éíîçäàòíîãî ìîäèô³êàòîðà ïîë³òåòðàìåòèëåíãë³êîëþ, òà âïëèâ íàïîâíþâà÷à íà âëàñòèâîñò³ íàíîêîìïîçèò³â.

Ðóáðèêà Õèìèÿ
Âèä àâòîðåôåðàò
ßçûê óêðàèíñêèé
Äàòà äîáàâëåíèÿ 14.08.2015
Ðàçìåð ôàéëà 56,2 K

Îòïðàâèòü ñâîþ õîðîøóþ ðàáîòó â áàçó çíàíèé ïðîñòî. Èñïîëüçóéòå ôîðìó, ðàñïîëîæåííóþ íèæå

Ñòóäåíòû, àñïèðàíòû, ìîëîäûå ó÷åíûå, èñïîëüçóþùèå áàçó çíàíèé â ñâîåé ó÷åáå è ðàáîòå, áóäóò âàì î÷åíü áëàãîäàðíû.

Ðàçìåùåíî íà http://www.allbest.ru/

Íàö³îíàëüíà àêàäåì³ÿ íàóê Óêðà¿íè

²íñòèòóò õ³ì³¿ âèñîêîìîëåêóëÿðíèõ ñïîëóê

ÓÄÊ 54-126:547.491:678.046

02.00.06 - õ³ì³ÿ âèñîêîìîëåêóëÿðíèõ ñïîëóê

Àâòîðåôåðàò

äèñåðòàö³¿ íà çäîáóòòÿ íàóêîâîãî ñòóïåíÿ

êàíäèäàòà õ³ì³÷íèõ íàóê

Âïëèâ ìîíòìîðèëîí³òó íà ñèíòåç, ñòðóêòóðó ³ âëàñòèâîñò³ ïîë³ö³àíóðàò³â

Áåé ²ðèíà Ìèêîëà¿âíà

Êè¿â - 2009

Äèñåðòàö³ºþ º ðóêîïèñ

Ðîáîòà âèêîíàíà â ²íñòèòóò³ õ³ì³¿ âèñîêîìîëåêóëÿðíèõ ñïîëóê Íàö³îíàëüíî¿ àêàäå쳿 íàóê Óêðà¿íè

Íàóêîâèé êåð³âíèê: äîêòîð õ³ì³÷íèõ íàóê, ïðîôåñîð Ôàéíëåéá Îëåêñàíäð Ìàðêîâè÷ ²íñòèòóò õ³ì³¿ âèñîêîìîëåêóëÿðíèõ ñïîëóê ÍÀÍ Óêðà¿íè, ïðîâ³äíèé íàóêîâèé ñï³âðîá³òíèê â³ää³ëó õ³ì³¿ ãåòåðîëàíöþãîâèõ ïîë³ìåð³â òà âçàºìîïðîíèêíèõ ïîë³ìåðíèõ ñ³òîê

Îô³ö³éí³ îïîíåíòè:

- äîêòîð õ³ì³÷íèõ íàóê, ñòàðøèé íàóêîâèé ñï³âðîá³òíèê Òîäîñ³é÷óê Òàìàðà Òèìîô³¿âíà ²íñòèòóò õ³ì³¿ âèñîêîìîëåêóëÿðíèõ ñïîëóê ÍÀÍ Óêðà¿íè, çàâ³äóâà÷ â³ää³ëó ô³çèêîõ³ì³¿ ïîë³ìåð³â

- äîêòîð õ³ì³÷íèõ íàóê, ïðîôåñîð Ìèõàëü÷óê Âîëîäèìèð Ìèõàéëîâè÷ Äîíåöüêèé íàö³îíàëüíèé óí³âåðñèòåò, çàâ³äóâà÷ êàôåäðè ô³çè÷íî¿ õ³ì³¿

Çàõèñò â³äáóäåòüñÿ "17" áåðåçíÿ 2010 ð. î 1600 ãîäèí³ íà çàñ³äàíí³ ñïåö³àë³çîâàíî¿ â÷åíî¿ ðàäè Ä 26.179.01 ²íñòèòóòó õ³ì³¿ âèñîêîìîëåêóëÿðíèõ ñïîëóê ÍÀÍ Óêðà¿íè çà àäðåñîþ: 02160 ì. Êè¿â, Õàðê³âñüêå øîñå, 48; òåë. (044) 559-13-94, ôàêñ (044) 292-40-64

Ç äèñåðòàö³ºþ ìîæíà îçíàéîìèòèñü ó á³áë³îòåö³ ²íñòèòóòó õ³ì³¿ âèñîêîìîëåêóëÿðíèõ ñïîëóê ÍÀÍ Óêðà¿íè (ì. Êè¿â, Õàðê³âñüêå øîñå, 48)

Àâòîðåôåðàò ðîç³ñëàíèé "10" ëþòîãî 2010 ð.

Â÷åíèé ñåêðåòàð ñïåö³àë³çîâàíî¿ â÷åíî¿ ðàäè Î.Î. Áðîâêî

Àíîòàö³¿

Áåé ².Ì. Âïëèâ ìîíòìîðèëîí³òó íà ñèíòåç, ñòðóêòóðó ³ âëàñòèâîñò³ ïîë³ö³àíóðàò³â. - Ðóêîïèñ.

Äèñåðòàö³ÿ íà çäîáóòòÿ íàóêîâîãî ñòóïåíÿ êàíäèäàòà õ³ì³÷íèõ íàóê çà ñïåö³àëüí³ñòþ 02.00.06 - õ³ì³ÿ âèñîêîìîëåêóëÿðíèõ ñïîëóê. - ²íñòèòóò õ³ì³¿ âèñîêîìîëåêóëÿðíèõ ñïîëóê ÍÀÍ Óêðà¿íè, Êè¿â, 2010.

 ðîáîò³ äîñë³äæåíî îñîáëèâîñò³ ïðîöåñ³â ñ³òêîóòâîðåííÿ ³ ôîðìóâàííÿ ñòðóêòóðè ïîë³ö³àíóðàòó ó ïðèñóòíîñò³ ì³íåðàëüíîãî øàðóâàòîãî íàïîâíþâà÷à ìîíòìîðèëîí³òó ³/àáî ãíó÷êîëàíöþãîâîãî ðåàêö³éíîçäàòíîãî ìîäèô³êàòîðà ïîë³òåòðàìåòèëåíãë³êîëþ, à òàêîæ âïëèâ íàïîâíþâà÷à íà âëàñòèâîñò³ íàíîêîìïîçèò³â íà îñíîâ³ ãîìî- ³ ã³áðèäíèõ ïîë³ö³àíóðàòíèõ ñ³òîê. Âïåðøå áóëî çàñòîñîâàíî êîìá³íîâàíó ìîäèô³êàö³þ ïîë³ö³àíóðàò³â çà äîïîìîãîþ îðãàí³÷íîãî ðåàêö³éíîçäàòíîãî ïîë³ìåðó ³ íåîðãàí³÷íîãî àëþìîñèë³êàòíîãî íàïîâíþâà÷à, âèâ÷åíî îñîáëèâîñò³ ïåðåá³ãó ðåàêö³¿ ïîë³öèêëîòðèìåðèçàö³¿ äèö³àíîâîãî åñòåðó ó ïðèñóòíîñò³ ìîäèô³êàòîðà ³ íàïîâíþâà÷à. â ðîáîò³ âïåðøå âñòàíîâëåíî, ùî ìîäèô³êîâàí³ ïîë³ö³àíóðàòè õàðàêòåðèçóþòüñÿ íàíîãåòåðîãåíí³ñòþ ïðè ìîäèô³êàö³¿ ÿê îë³ãîìåðîì, òàê ³ ìîíòìîðèëîí³òîì. Âïåðøå çàô³êñîâàíî ôîðìóâàííÿ ã³áðèäíî¿ ñòðóêòóðè ç ïîäâ³éíîþ íàíîãåòåðîãåíí³ñòþ: çà ðàõóíîê íàíîôàçîâîãî ðîçïîä³ëó â ã³áðèäí³é ïîë³ö³àíóðàò-ïîë³åòåðí³é ñ³òö³, à òàêîæ çà ðàõóíîê ïðèñóòíîñò³ íàíîíàïîâíþâà÷à. Âñòàíîâëåíî, ùî çàñòîñóâàííÿ ïîäâ³éíî¿ ìîäèô³êàö³¿ ïîë³ö³àíóðàò³â äîçâîëÿº îòðèìàòè ìàòåð³àëè, ùî õàðàêòåðèçóþòüñÿ âèñîêèìè çíà÷åííÿìè ìåõàí³÷íîãî ìîäóëÿ.

Êëþ÷îâ³ ñëîâà: ïîë³ìåðí³ íàíîêîìïîçèòè, ìîíòìîðèëîí³ò, ïîë³ö³àíóðàò, ìîäèô³êàö³ÿ.

Bei I. Effect of montmorillonite on synthesis, structure and properties of polycyanurates. - Manuscript.

Thesis for a Candidate of Chemical Science Degree in speciality 02.00.06 - Chemistry of macromolecular compounds. - Institute of Macromolecular Chemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, 2010.

Peculiarities of the polycyanurate network- and structure formation due to the presence of mineral layered filler montmorillonite and/or reactive modifier poly(thetramethylene glycol) were investigated. Moreover, effect of the filler on properties of nanocomposites based on homo- and hybrid polycyanurate networks was stadied. For the first time combined modification of polycyanurates by organic reactive polymer and inorganic alumosilicate filler was employed, and effect of the filler and reactive modifier on dicyanate monomer polycyclotrimerization was studied. It was shown that using of polyether or montmorillonite resulted in nanoheterogeneity of the modified polycyanurates. Furthermore it was discovered that formation of the dual nanoheterogeneity took place in hybrids filled with montmorillonite due to the presence of the nanofiller and nanophase-separation in polycyanurate/polyether network. Using of such combined modification was revealed to result in polymer composites with high elastic modulus.

Key words: polymer nanocomposites, montmorillonite, polycyanurate, modifiñation.

Áåé È.Í. Âëèÿíèå ìîíòìîðèëëîíèòà íà ñèíòåç, ñòðóêòóðó è ñâîéñòâà ïîëèöèàíóðàòîâ. - Ðóêîïèñü.

Äèñcåðòàöèÿ íà ñîèñêàíèå íàó÷íîé ñòåïåíè êàíäèäàòà õèìè÷åñêèõ íàóê ïî ñïåöèàëüíîñòè 02.00.06 - õèìèÿ âûñîêîìîëåêóëÿðíûõ ñîåäèíåíèé. - Èíñòèòóò õèìèè âûñîêîìîëåêóëÿðíûõ ñîåäèíåíèé ÍÀÍ Óêðàèíû, Êèåâ, 2010.

Ïîëèöèàíóðàòû (ÏÖ) ÿâëÿþòñÿ öåííûìè ìàòåðèàëàìè äëÿ ðàçëè÷íûõ îòðàñëåé ïðîìûøëåííîñòè áëàãîäàðÿ ñîåäèíåíèþ âûñîêîé òåðìî- è òåïëîñòîéêîñòè, àäãåçèè ê ðàçíûì ñóáñòðàòàì, äèýëåêòðè÷åñêèõ ñâîéñòâ. Ñ öåëüþ óëó÷øåíèÿ ìåõàíè÷åñêèõ ñâîéñòâ ÏÖ (ñíèæåíèå õðóïêîñòè) èõ êîìáèíèðóþò ñ ãèáêîöåïíûìè ïîëèìåðàìè èëè îëèãîìåðàìè çà ñ÷åò õèìè÷åñêîãî âñòðàèâàíèÿ, îáðàçîâàíèÿ âçàèìîïðîíèêàþùèõ ïîëèìåðíûõ ñåòîê. Êàê ïðàâèëî, òàêàÿ ìîäèôèêàöèÿ ñîïðîâîæäàåòñÿ óõóäøåíèåì äðóãèõ ïîëåçíûõ ñâîéñòâ (íàïðèìåð, òåïëîñòîéêîñòè) ìàòåðèàëà.  ïîñëåäíåå âðåìÿ çíà÷èòåëüíî âîçðîñ èíòåðåñ ê ïðèìåíåíèþ ïðè ñèíòåçå ïîëèìåðíûõ êîìïîçèòîâ òàê íàçûâàåìûõ íàíîíàïîëíèòåëåé, ÷òî îáúÿñíÿåòñÿ óñèëåíèåì ñâîéñòâ êîíå÷íûõ êîïîçèòîâ ïðè íèçêîì ñîäåðæàíèè íàïîëíèòåëÿ. Ê òàêèì íàïîëíèòåëÿì òàêæå îòíîñÿòñÿ ñèëèêàòíûå ìàòåðèàëû ñëîèñòîãî ñòðîåíèÿ, ââåäåíèå êîòîðûõ â ïîëèìåðíóþ ìàòðèöó ñïîñîáñòâóåò ïîâûøåíèþ òåðìî- è òåïëîñòàáèëüíîñòè êîìïîçèòîâ, óëó÷øåíèþ ìåõàíè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê è äð.

 äàííîé ðàáîòå èçó÷åíû îñîáåííîñòè ïîëèìåðèçàöèè äèöèàíîâîãî ìîíîìåðà, ñòðóêòóðîîáðàçîâàíèå è ñâîéñòâà êîìïîçèòîâ íà îñíîâå ãîìî- è ãèáðèäíûõ ïîëèöèàíóðàòîâ, ñîäåðæàùèõ ñëîèñòûé ìèíåðàëüíûé íàïîëíèòåëü - ìîíòìîðèëëîíèò.  õîäå âûïîëíåíèÿ ðàáîòû äèññåðòàíòîì èñïîëüçîâàëèñü òàêèå ìåòîäû èññëåäîâàíèÿ: èíôðàêðàñíàÿ ñïåêòðîñêîïèÿ, ðåíòãåíîãðàôè÷åñêèé àíàëèç, ýëåêòðîííàÿ ìèêðîñêîïèÿ, äèôôåðåíöèàëüíàÿ ñêàíèðóþùàÿ êàëîðèìåòðèÿ, äèíàìè÷åñêèé ìåõàíè÷åñêèé òåðìè÷åñêèé àíàëèç è äð.

Áûëè èññëåäîâàíû îñîáåííîñòè îáðàçîâàíèÿ ïîëèöèàíóðàòà â ïðèñóòñòâèè ðåàêöèîííîñïîñîáíîãî ïîëèìåðíîãî ìîäèôèêàòîðà ïîëèòåòðàìåòèëåíãëèêîëÿ (ÏÒÌÃ) è íàïîëíèòåëÿ. Ïîêàçàíî, ÷òî ïîëèýôèð âñòðàèâàåòñÿ â ïîëèöèàíóðàòíóþ ñåòêó ñ îáðàçîâàíèåì òàê íàçûâàåìûõ ãèáðèäíûõ ñåòîê çà ñ÷åò ðåàêöèè ìåæäó ôóíêöèîíàëüíûìè ãðóïïàìè öèàíîâîãî ìîíîìåðà è ìîäèôèêàòîðà.  ñâîþ î÷åðåäü, ïðèñóòñòâèå ìîíòìîðèëëîíèòà ñïîñîáñòâóåò óñêîðåíèþ ðåàêöèè ïîëèöèêëîòðèìåðèçàöèè öèàíàòíîãî ìîíîìåðà.

Âïåðâûå äëÿ ðåãóëèðîâàíèÿ ñâîéñòâ ÏÖ áûëà èñïîëüçîâàíà îäíîâðåìåííàÿ ìîäèôèêàöèÿ ñåò÷àòîãî ïîëèìåðà ïðè ïîìîùè ðåàêöèîííîñïîñîáíîãî ïîëèýôèðà ÏÒÌà è àëþìîñèëèêàòíîãî íàïîëíèòåëÿ. Ïîêàçàíî, ÷òî êîìïîçèòû íà îñíîâå ìîäèôèöèðîâàííûõ ïîëèöèàíóðàòîâ õàðàêòåðèçóþòñÿ íàíîãåòåðîãåííîé ñòðóêòóðîé, îáóñëîâëåííîé íàíîôàçîâûì ðàçäåëåíèåì â ãèáðèäíîé ïîëèöèàíóðàò-ïîëèýôèðíîé ñåòêå, à òàêæå ýñêôîëèàöèåé (ðàññëàèâàíèåì) íàïîëíèòåëÿ. Ðåçóëüòàòîì òàêîé íàíîãåòåðîãåííîñòè ÿâëÿåòñÿ ìíîæåñòâåííîñòü òåìïåðàòóð ðåëàêñàöèîííûõ ïåðåõîäîâ â ýòèõ ñèñòåìàõ, ÷òî ìîæåò èìåòü ïðàêòè÷åñêîå çíà÷åíèå: ñ îäíîé ñòîðîíû, íàëè÷èå ðåëàêñàöèîííûõ ïåðåõîäîâ ïðè òåìïåðàòóðàõ íèæå îñíîâíîé òåìïåðàòóðû ñòåêëîâàíèÿ îáåñïå÷èâàåò îïðåäåëåííóþ ìèêðîïëàñòè÷íîñòü ïðè íàãðóçêå óæå ïðè êîìíàòíîé òåìïåðàòóðå. Ïðè ýòîì íàëè÷èå äîìåíîâ ñåòêè, õàðàêòåðèçóþùèõñÿ áîëåå âûñîêîé òåìïåðàòóðîé ðåëàêñàöèè, ïîçâîëÿåò îæèäàòü ñîõðàíåíèå â òàêèõ ìàòåðèàëàõ ñòîéêîñòè ê ìàëûì äåôîðìàöèÿì ïðè ïîâûøåííûõ òåìïåðàòóðàõ ýêñïëóàòàöèè (âáëèçè 200°Ñ). Èññëåäîâàíèÿ ìåàíè÷åñêèõ ñâîéñòâ ñèíòåçèðîâàííûõ êîìïîçèòîâ ïîêàçàëè, ÷òî ïðèñóòñòâèå íàïîëíèòåëÿ îáåñïå÷èâàåò ñóùåñòâåííîå óâåëè÷åíèÿ ìîäóëÿ óïðóãîñòè êîìïîçèòîâ (â 5-8 ðàç â çàâèñèìîñòè îò ñîñòàâà êîìïîçèòà) ïðè ïîâûøåííûõ òåìïåðàòóðàõ.

Êëþ÷åâûå ñëîâà: ïîëèìåðíûå íàíîêîìïîçèòû, ìîíòìîðèëëîíèò, ïîëèöèàíóðàò, ìîäèôèêàöèÿ.

Çàãàëüíà õàðàêòåðèñòèêà ðîáîòè

Àêòóàëüí³ñòü ðîáîòè. Ñèíòåç ïîë³ìåðíèõ êîìïîçèò³â º àëüòåðíàòèâíèì øëÿõîì ñòâîðåííÿ íîâèõ ïîë³ìåðíèõ ìàòåð³àë³â ç êîìïëåêñîì âëàñòèâîñòåé, ùî â³äïîâ³äຠïîòðåáàì ³ âèìîãàì ð³çíèõ îáëàñòåé çàñòîñóâàííÿ. Ïîøóê íîâèõ, à òàêîæ êîìá³íóâàííÿ â³äîìèõ ìîäèô³êàòîð³â ³ (àáî) íàïîâíþâà÷³â ð³çíî¿ ïðèðîäè, ÿê³ çàáåçïå÷óþòü ìîæëèâ³ñòü ðåãóëþâàòè ê³íöåâ³ âëàñòèâîñò³ ìàòåð³àë³â, º àêòóàëüíîþ ïðîáëåìîþ ðîçâèòêó õ³ì³¿ âèñîêîìîëåêóëÿðíèõ ñïîëóê. Äî ïåðñïåêòèâíèõ ì³íåðàëüíèõ íàïîâíþâà÷³â äëÿ ñèíòåçó ïîë³ìåðíèõ êîìïîçèò³â íàëåæàòü øàðóâàò³ àëþìîñèë³êàòè, çàêðåìà ìîíòìîðèëîí³ò (ÌÌÒ), ÿê³ çäàòí³ óòâîðþâàòè òàê çâàí³ íàíîêîìïîçèòè çà ðàõóíîê ïðîöåñ³â ³íòåðêàëÿö³¿ (ïðîíèêíåííÿ ïîë³ìåðíèõ ëàíöþã³â ó ì³æøàðîâèé ïðîñò³ð íàïîâíþâà÷à) àáî åêñôîë³àö³¿ (ïîâíå ðîçøàðóâàííÿ âïîðÿäêîâàíîãî ñòîñó øàð³â). Îäíèì ç òèï³â òåðìîñò³éêèõ ïîë³ìåð³â, ùî ìîæóòü áóòè çàñòîñîâàí³ ÿê ìàòðèö³ â êîìïîçèö³éíèõ ìàòåð³àëàõ, º ïîë³ö³àíóðàòè, çàâäÿêè êîìïëåêñó ö³ííèõ âëàñòèâîñòåé (âèñîê³ òåðìî- ³ òåïëîñò³éê³ñòü, àäãåç³ÿ äî ð³çíèõ ñóáñòðàò³â, íèçüê³ çíà÷åííÿ ä³åëåêòðè÷íèõ âòðàò ³ âîäîïîãëèíàííÿ). Îäíàê ïðàêòè÷íå çàñòîñóâàííÿ ïîë³ö³àíóðàò³â îáìåæóºòüñÿ ¿õ âèñîêîþ êðèõê³ñòþ, ÿêó ìîæíà çìåíøèòè øëÿõîì ô³çè÷íî¿ àáî õ³ì³÷íî¿ ìîäèô³êàö³¿.

Òàêèì ÷èíîì, àêòóàëüí³ñòü äàíî¿ ðîáîòè îáóìîâëåíà íåîáõ³äí³ñòþ ðîçðîáêè íîâèõ øëÿõ³â ìîäèô³êàö³¿ ïîë³ö³àíóðàò³â ³ç çàñòîñóâàííÿì ìîäèô³êàòîð³â ð³çíî¿ ïðèðîäè ³ ñïðÿìîâàíîñò³ 䳿, ùî ìîæóòü áóòè âèêîðèñòàí³ äëÿ ðåãóëþâàííÿ âëàñòèâîñòåé òåðìîñò³éêèõ ïîë³ö³àíóðàò³â ³ êîìïîçèò³â íà ¿õí³é îñíîâ³ ç ìåòîþ çàáåçïå÷åííÿ â³äïîâ³äíîñò³ çðîñòàþ÷èì âèìîãàì âèñîêîòåõíîëîã³÷íèõ ãàëóçåé ïðîìèñëîâîñò³ Óêðà¿íè.

Çâ'ÿçîê ðîáîòè ç íàóêîâèìè ïðîãðàìàìè, ïëàíàìè, òåìàìè. Äèñåðòàö³éíà ðîáîòà âèêîíóâàëàñü ó ðàìêàõ äîñë³äæåííÿ ²ÕÂÑ ÍÀÍ Óêðà¿íè çã³äíî ç òåìîþ "Ñèíòåç ³ äîñë³äæåííÿ âçàºìîïðîíèêíèõ ïîë³ìåðíèõ ñ³òîê òà ¿õí³õ êîìïîçèò³â íà îñíîâ³ ã³äðîêñèàêðèëàò³â, ìîäèô³êîâàíèõ ïîë³ö³àíóðàò³â, ôòîðâì³ñíèõ ïîë³óðåòàí³â ³ öèêëîàë³ôàòè÷íèõ åïîêñèä³â" (2004-2006), íîìåð äåðæàâíî¿ ðåºñòðàö³¿ ÐÊ 0104U000070.

Ìåòà ³ çàâäàííÿ ðîáîòè. Ìåòîþ ðîáîòè áóëî âñòàíîâëåííÿ çàêîíîì³ðíîñòåé ôîðìóâàííÿ ïîë³ö³àíóðàòíî¿ ñ³òêè ó ïðèñóòíîñò³ ðåàêö³éíîçäàòíîãî îë³ãîìåðíîãî ìîäèô³êàòîðà ïîë³òåòðàìåòèëåíãë³êîëþ òà øàðóâàòîãî àëþìîñèë³êàòíîãî íàïîâíþâà÷à - ìîíòìîðèëîí³òó, à òàêîæ êîìïëåêñíå äîñë³äæåííÿ ñòðóêòóðè ³ âëàñòèâîñòåé ïîë³ö³àíóðàòâì³ñíèõ ã³áðèäíèõ ñ³òîê òà íàíîêîìïîçèò³â íà îñíîâ³ ãîìî- òà ã³áðèäíèõ ïîë³ö³àíóðàò³â ³ ìîíòìîðèëîí³òó.

³äïîâ³äíî äî ïîñòàâëåíî¿ ìåòè â ðîáîò³ âèð³øóâàëèñü òàê³ çàâäàííÿ:

- ñèíòåç ã³áðèäíèõ ïîë³ìåðíèõ ñ³òîê íà îñíîâ³ ïîë³ö³àíóðàòó ³ ã³äðîêñèëâì³ñíîãî îë³ãîìåðà, òà ¿õ êîìïîçèò³â ç àëþìîñèë³êàòíèì íàïîâíþâà÷åì;

- äîñë³äæåííÿ ê³íåòè÷íèõ îñîáëèâîñòåé ôîðìóâàííÿ ïîë³ö³àíóðàòíî¿ ñ³òêè ó ïðèñóòíîñò³ îë³ãîìåðíîãî ìîäèô³êàòîðà ³ íàïîâíþâà÷à;

- âèçíà÷åííÿ âïëèâó âì³ñòó ìîäèô³êàòîðà ³ íàïîâíþâà÷à íà ñòðóêòóðó ñôîðìîâàíèõ ã³áðèäíèõ ñ³òîê òà êîìïîçèò³â;

- âèçíà÷åííÿ âïëèâó ìîäèô³êàòîðà ³ íàïîâíþâà÷à íà ðåëàêñàö³éí³, òåïëîô³çè÷í³, ìåõàí³÷í³ òà ³íø³ âëàñòèâîñò³ ñèíòåçîâàíèõ ïîë³ö³àíóðàòíèõ ñèñòåì.

Îá'ºêò äîñë³äæåííÿ. Ñòâîðåííÿ íîâèõ êîìïîçèö³éíèõ ïîë³ìåðíèõ ìàòåð³àë³â øëÿõîì ðåãóëþâàííÿ âëàñòèâîñòåé òåðìîñò³éêèõ ñ³ò÷àñòèõ ïîë³ìåð³â ³ç âèêîðèñòàííÿì ìîäèô³êàòîð³â ð³çíî¿ ïðèðîäè ³ õàðàêòåðó 䳿.

Ïðåäìåò äîñë³äæåííÿ - ñèíòåç ïîë³ìåðíèõ êîìïîçèò³â íà îñíîâ³ ïîë³ö³àíóðàòó, ìîäèô³êîâàíîãî ðåàêö³éíîçäàòíèì îë³ãîìåðîì ç ê³íöåâèìè ã³äðîêñèëüíèìè ãðóïàìè (ïîë³òåòðàìåòèëåíãë³êîëåì), îðãàíîìîäèô³êîâàíèì ìîíòìîðèëîí³òîì, à òàêîæ ïîë³òåòðàìåòèëåíãë³êîëåì ó êîìá³íàö³¿ ç îðãàíîìîäèô³êîâàíèì ìîíòìîðèëîí³òîì; àíàë³ç âïëèâó ìîäèô³êàòîð³â íà ê³íåòèêó ôîðìóâàííÿ ïîë³ö³àíóðàòíî¿ ñ³òêè, ¿¿ ñòðóêòóðó ³ âëàñòèâîñò³.

Îñíîâí³ ðåçóëüòàòè ðîáîòè áóëè îäåðæàí³ çà äîïîìîãîþ ñó÷àñíèõ ìåòîä³â äîñë³äæåííÿ: ê³íåòèêó ðåàêö³é ³ õ³ì³÷íó ñòðóêòóðó âè÷àëè çà äîïîìîãîþ ³íôðà÷åðâîíî¿ ñïåêòðîñêîﳿ (²×-ñïåêòðîñêîï³ÿ), ôàçîâó ñòðóêòóðó ³ ìîðôîëîã³þ êîìïîçèò³â äîñë³äæóâàëè çà äîïîìîãîþ ðåíòãåíîñòðóêòóðíîãî àíàë³çó, òðàíñì³ñ³éíî¿ åëåêòðîííî¿ ì³êðîñêîﳿ (ÒÅÌ) òà äèôåðåíö³éíî¿ ñêàíóâàëüíî¿ êàëîðèìåò𳿠(ÄÑÊ), äëÿ âèçíà÷åííÿ ðåëàêñàö³éíèõ õàðàêòåðèñòèê âèêîðèñòîâóâàëè ìåòîäè äèíàì³÷íîãî ìåõàí³÷íîãî àíàë³çó (ÄÌÀ) òà ñïåêòðîñêîﳿ øâèäêîñò³ ìàëèõ äåôîðìàö³é (ÑØÌÄ). ïîë³ö³àíóðàò ìîíòìîðèëîí³ò íàíîêîìïîçèò

Íàóêîâà íîâèçíà îäåðæàíèõ ðåçóëüòàò³â ïîëÿãຠâ òîìó, ùî â ðîáîò³ âïåðøå áóëî çàñòîñîâàíî êîìá³íîâàíó ìîäèô³êàö³þ ïîë³ö³àíóðàò³â çà äîïîìîãîþ îðãàí³÷íîãî ðåàêö³éíîçäàòíîãî îë³ãîìåðó ³ íåîðãàí³÷íîãî àëþìîñèë³êàòíîãî íàïîâíþâà÷à, âèâ÷åíî îñîáëèâîñò³ ïåðåá³ãó ðåàêö³¿ ïîë³öèêëîòðèìåðèçàö³¿ äèö³àíîâîãî åñòåðó ó ïðèñóòíîñò³ ïîë³òåòðàìåòèëåíãë³êîëþ ³ ìîíòìîðèëîí³òó. â ðîáîò³ âïåðøå âñòàíîâëåíî, ùî ìîäèô³êîâàí³ ïîë³ö³àíóðàòè õàðàêòåðèçóþòüñÿ íàíîãåòåðîãåíí³ñòþ ïðè ìîäèô³êàö³¿ ÿê îë³ãîìåðîì, òàê ³ ìîíòìîðèëîí³òîì. Âïåðøå çàô³êñîâàíî ôîðìóâàííÿ ã³áðèäíî¿ ñòðóêòóðè ç ïîäâ³éíîþ íàíîãåòåðîãåíí³ñòþ: çà ðàõóíîê ôàçîâîãî ðîçïîä³ëó â ã³áðèäí³é ïîë³ö³àíóðàò/ïîë³åòåðí³é ñ³òö³, à òàêîæ çà ðàõóíîê ïðèñóòíîñò³ íàíîíàïîâíþâà÷à. Âñòàíîâëåíî, ùî çàñòîñóâàííÿ ïîäâ³éíî¿ ìîäèô³êàö³¿ ïîë³ö³àíóðàò³â äîçâîëÿº îòðèìàòè âèñîêîìîäóëüí³ ìàòåð³àëè.

Ïðàêòè÷íå çíà÷åííÿ îäåðæàíèõ ðåçóëüòàò³â ïîëÿãຠâ ìîæëèâîñò³ ¿õ âèêîðèñòàííÿ äëÿ âäîñêîíàëåííÿ ïîë³ìåðíèõ ñèñòåì íà îñíîâ³ ïîë³ö³àíóðàòó çà ðàõóíîê ââåäåííÿ àëþìîñèë³êàòíîãî íàïîâíþâà÷à òà îäåðæàííÿ ìàòåð³àë³â ç ïîêðàùåíèìè ô³çè÷íèìè õàðàêòåðèñòèêàìè äëÿ êëå¿â, ïîêðèòò³â, êîìïîçèö³éíèõ ìàòåð³àë³â êîíñòðóêö³éíîãî ïðèçíà÷åííÿ, ãåðìåòèê³â.

Îñîáèñòèé âíåñîê çäîáóâà÷à. Çäîáóâà÷ îñîáèñòî îòðèìóâàâ ïîë³ìåðí³ çðàçêè, äîñë³äæóâàâ îñîáëèâîñò³ ê³íåòèêè ïîë³öèêëîòðèìåðèçàö³¿ â ìîäèô³êîâàíèõ ñèñòåìàõ, áðàâ ó÷àñòü â àíàë³ç³ òà îáãîâîðåíí³ ðåçóëüòàò³â, íàïèñàíí³ ñòàòåé, ï³äãîòîâö³ äîïîâ³äåé. Äîñë³äæåííÿ ñòðóêòóðè ñèíòåçîâàíèõ êîìïîçèò³â ïðîâîäèëè ó ñï³âðîá³òíèöòâ³ ç ê.õ.í. Þ. Ãîìçîþ (²ÕÂÑ ÍÀÍ Óêðà¿íè) òà â ëàáîðàòî𳿠ïîë³ìåðíèõ ìàòåð³àë³â ³ á³îìàòåð³àë³â óí³âåðñèòåòó ³ì. Êëîäà Áåðíàðà, (ì. ³ëëåðáàí, Ôðàíö³ÿ). ijåëåêòðè÷í³, òåïëîô³çè÷í³ ³ ìåõàí³÷í³ âëàñòèâîñò³ ïîë³ö³àíóðàòâì³ñíèõ ñèñòåì áóëè äîñë³äæåí³ çà äîïîìîãè ñï³âðîá³òíèê³â ôàêóëüòåòó ô³çèêè Íàö³îíàëüíîãî òåõí³÷íîãî óí³âåðñèòåòó ì. Àô³í (Ãðåö³ÿ). Ðåëàêñàö³éí³ õàðàêòåðèñòèêè ñèíòåçîâàíèõ ìàòåð³àë³â äîñë³äæóâàëè ñï³ëüíî ç ãðóïîþ ä.ô.-ì.í. Â. Áåðøòåéíà (Ô³çèêî-òåõí³÷íèé ³íñòèòóò Ðîñ³éñüêî¿ àêàäå쳿 íàóê, ì. Ñ.-Ïåòåðáóðã, Ðîñ³ÿ).

Àïðîáàö³ÿ ðåçóëüòàò³â äèñåðòàö³¿. Ðåçóëüòàòè äîñë³äæåíü çà òåìîþ äèñåðòàö³¿ áóëè ïðåäñòàâëåí³ íà íàóêîâèõ êîíôåðåíö³ÿõ: 40th IUPAC World Polymer Congress "MACRO 2004" (Paris, France, July 4 - 9, 2004), êîíôåðåíö³ÿ ìîëîäèõ â÷åíèõ "Ñîâðåìåííûå ïðîáëåìû íàóêè î ïîëèìåðàõ" (Ñ.-Ïåòåðáóðã, Ðîññèÿ, 1 - 3 ôåâðàëÿ 2005), International Conference on Knowledge-based Materials and Technologies for Sustainable Chemistry (Tallinn, Estonia, June 1 - 5, 2005), European Polymer Congress 2005 (Moscow, Russia, June 27 - July 1, 2005), 3rd International Conference on Materials for Advanced technologies ICMAT 2005 (Singapore, July 3 - 7, 2005), 4th Conference of International Dielectric Society and 9th International Conference "Dielectric and Related Phenomena" IDS &DRP 2006 (Poznan', Poland, Sept. 3 - 7, 2006), 15th World Forum on Advanced Materials "Polychar-15" (Buzios - Rio-de-janeiro, Brazil, April, 16 - 20, 2007), 6th International Symposium on Advanced Composites, COMP07 (Corfu, Greece, May 16 - 18, 2007), International Conference on Composite materials, ICCM-16 (Kyoto, Japan, July, 08 - 13, 2007), Baltic Polymer Symposium (Druskininkai, Lithuania, Sept. 19 - 21, 2007), ÕI Óêðà¿íñüêà êîíôåðåíö³ÿ ç âèñîêîìîëåêóëÿðíèõ ñïîëóê (Äí³ïðîïåòðîâñüê, 1 - 5 æîâòíÿ 2007).

Ïóáë³êàö³¿. Îñíîâíèé çì³ñò äèñåðòàö³éíî¿ ðîáîòè îïóáë³êîâàíî â 7 ñòàòòÿõ ó íàóêîâèõ æóðíàëàõ ³ 6 òåçàõ äîïîâ³äåé íà ì³æíàðîäíèõ ³ óêðà¿íñüêèõ íàóêîâèõ êîíôåðåíö³ÿõ.

Îáñÿã ³ ñòðóêòóðà ðîáîòè. Äèñåðòàö³ÿ ñêëàäàºòüñÿ ç âñòóïó, 5 ðîçä³ë³â, âèñíîâê³â, ñïèñêó âèêîðèñòàíî¿ ë³òåðàòóðè; âèêëàäåíà íà 138 ñòîð³íêàõ ìàøèíîïèñíîãî òåêñòó, ì³ñòèòü 48 ðèñóíê³â ³ 9 òàáëèöü. Ñïèñîê âèêîðèñòàíèõ äæåðåë ñêëàäàºòüñÿ ç 171 íàéìåíóâàííÿ.

Ó âñòóï³ îáãðóíòîâàíî àêòóàëüí³ñòü òåìè äîñë³äæåííÿ, ñôîðìóëüîâàíî ìåòó ³ çàâäàííÿ äîñë³äæåíü.

Ó ïåðøîìó ðîçä³ë³ ïðîâåäåíî àíàë³ç ³ óçàãàëüíåííÿ ë³òåðàòóðíèõ äàíèõ ùîäî ìåòîä³â ñèíòåçó ïîë³ìåðíèõ íàíîêîìïîçèò³â, ùî ì³ñòÿòü øàðóâàò³ àëþìîñèë³êàòè, âïëèâó òàêèõ íàïîâíþâà÷³â íà ñòðóêòóðó ³ âëàñòèâîñò³ êîìïîçèò³â, à òàêîæ ìîäèô³êàö³¿ ïîë³ö³àíóðàò³â çà äîïîìîãîþ øàðóâàòèõ íàïîâíþâà÷³â ³ ðåàêö³éíîçäàòíèõ îë³ãîìåð³â.

Ó äðóãîìó ðîçä³ë³ ïîäàíî îïèñ âèõ³äíèõ ðåàãåíò³â, óìîâ ñèíòåçó ïîë³ìåðíèõ êîìïîçèò³â òà ìåòîä³â ¿õ äîñë³äæåííÿ.

Ó òðåòüîìó ðîçä³ë³ ðîçãëÿíóòî îñîáëèâîñò³ ôîðìóâàííÿ ñ³ò÷àñòîãî ïîë³ö³àíóðàòó ó ïðèñóòíîñò³ ðåàêö³éíîçäàòíîãî îë³ãîìåðíîãî ìîäèô³êàòîðà, äîñë³äæåíî ñòðóêòóðó ³ âëàñòèâîñò³ ìîäèô³êîâàíèõ ïîë³ö³àíóðàòíèõ ñ³òîê.

Ó ÷åòâåðòîìó ðîçä³ë³ âèçíà÷åíî âïëèâ àëþìîñèë³êàòíîãî íàïîâíþâà÷à íà ê³íåòèêó ïîë³ìåðèçàö³¿ äèö³àíîâîãî åñòåðó, âèâ÷åíî îñîáëèâîñò³ ñòðóêòóðè ³ âëàñòèâîñò³ íàïîâíåíèõ ïîë³ö³àíóðàò³â.

Ó ï'ÿòîìó ðîçä³ë³ ïðåäñòàâëåíî ðåçóëüòàòè äîñë³äæåííÿ ñòðóêòóðè ³ âëàñòèâîñòåé ïîë³ö³àíóðàòíèõ êîìïîçèò³â, ìîäèô³êîâàíèõ ðåàêö³éíîçäàòíèì îë³ãîìåðîì ³ øàðóâàòèì íàïîâíþâà÷åì.

Îñíîâíèé çì³ñò

óáðèäí³ ïîë³ìåðí³ ñ³òêè íà îñíîâ³ ïîë³ö³àíóðàòó ³ ïîë³òåòðàìåòèëåíãë³êîëþ

 äàí³é ðîáîò³ ïîë³ö³àíóðàò (ÏÖ) îòðèìóâàëè çà ðåàêö³ºþ ïîë³öèêëîòðèìåðèçàö³¿ äèö³àíîâîãî åñòåðó á³ñôåíîëó À (ÄÖÅÁÀ). Ìîäèô³êàö³þ ïîë³ö³àíóðàòó ãíó÷êîëàíöþãîâèìè îë³ãîìåðàìè çä³éñíþâàëè øëÿõîì ââåäåííÿ äî ðîçïëàâó ìîíîìåðà ïîë³òåòðàìåòèëåíë³êîëþ (ÏÒÌÃ) ç íàñòóïíèì îòâåðäíåííÿì ðåàêö³éíî¿ ñóì³ø³. Áóëè ñèíòåçîâàí³ òðè ñå𳿠çðàçê³â ÏÖ/ÏÒÌà êîìïîçèò³â, ùî â³äð³çíÿþòüñÿ ìîëåêóëÿðíîþ ìàñîþ ìîäèô³êàòîðà (â³äïîâ³äíî, 1000, 2000 ³ 5000), âì³ñò ïîë³åòåðó â êîæí³é ñå𳿠âàð³þâàëè â³ä 10 äî 40 ìàñ. %.

Âïëèâ ïîë³åòåðó íà ê³íåòèêó ôîðìóâàííÿ ïîë³ö³àíóðàòíî¿ ñ³òêè íà ïî÷àòêîâ³é ñòà䳿 òâåðäíåííÿ (ïðè 150°Ñ) áóëî äîñë³äæåíî çà äîïîìîãîþ ²×-ñïåêòðîñêîﳿ. Ãëèáèíó êîíâåðñ³¿ ö³àíàòíèõ ãðóï ðîçðàõîâóâàëè çà çìåíøåííÿì ³íòåíñèâíîñò³ ïîãëèíàííÿ õàðàêòåðèñòè÷íî¿ ñìóãè í³òðèëó ö³àíàòíî¿ ãðóïè ç ìàêñèìóìîì ïðè 2270 ñì-1. Áóëî âèÿâëåíî, ùî íà â³äì³íó â³ä ³íäèâ³äóàëüíîãî ÏÖ, óòâîðåííÿ ÿêîãî õàðàêòåðèçóºòüñÿ S-ïîä³áíîþ ê³íåòè÷íîþ êðèâîþ ³ òðèâàëèì ïåð³îäîì ³íäóêö³¿ (á³ëüøå 300 õâ), ââåäåííÿ ÏÒÌà ³ çá³ëüøåííÿ éîãî âì³ñòó ñïðèÿº ñêîðî÷åííþ ³íäóêö³éíîãî ïåð³îäó, ïðèñêîðåííþ êîíâåðñ³¿ ãðóï -O-C?N ³ çðîñòàííþ ìàêñèìàëüíî¿ ãëèáèíè ïåðåòâîðåííÿ, ùî äîñÿãàºòüñÿ çà äàíèõ åêñïåðèìåíòàëüíèõ óìîâ.

Îòðèìàí³ ðåçóëüòàòè º íàñë³äêîì ïîäâ³éíîãî âïëèâó ïîë³åòåðó íà êîíâåðñ³þ ö³àíàòíèõ ãðóï. Ïî-ïåðøå, ñêîðî÷åííÿ ³íäóêö³éíîãî ïåð³îäó ïðè çðîñòàíí³ âì³ñòó ÏÒÌà â ñèñòåì³ ïîâ'ÿçàíî ç³ çá³ëüøåííÿì êîíöåíòðàö³¿ ã³äðîêñèëüíèõ ãðóï, ÿê³ ìîæóòü ³í³ö³þâàòè ïî÷àòîê ïîë³ìåðèçàö³¿ ÄÖÅÁÀ. Çðîñòàííÿ øâèäêîñò³ ³ ãëèáèíè êîíâåðñ³¿ ö³àíàòó ïðè çá³ëüøåíí³ âì³ñòó ìîäèô³êàòîðà º íàñë³äêîì ïåðåá³ãó ïàðàëåëüíî¿ ðåàêö³¿ ì³æ ÄÖÅÁÀ ³ ÏÒÌÃ. Çà ðàõóíîê ö³º¿ ðåàêö³¿ ÏÒÌà ìîæå âáóäîâóâàòèñÿ äî ÏÖ ñ³òêè.  ìåæàõ äàíî¿ ðîáîòè öåé ïðîöåñ íîñèòü íàçâó ã³áðèäèçàö³ÿ, à ÏÖ ñ³òêè ç âáóäîâàíèì ÏÒÌà - ã³áðèäí³.

Óòâîðåííÿ ïîá³÷íèõ ïðîäóêò³â âçàºìî䳿 âèõ³äíèõ êîìïîíåíò³â áóëà ï³äòâåðäæåíà ïðèñóòí³ñòþ íà ²×-ñïåêòðàõ ã³áðèäíèõ ñ³òîê ñìóã ïîãëèíàííÿ ³ì³äîêàðáîíàò³â (>Ñ=NÍ) ³ êàðáàìàò³â (-Î-ÑÎ-NÍ-) ïðè 1635 ³ 1735 ñì-1, â³äïîâ³äíî.

Ïðèïóùåííÿ ïðî ìîæëèâó ã³áðèäèçàö³þ ÏÖ-ñ³òêè áóëî ï³äòâåðäæåíî çà äîïîìîãîþ åêñòðàêö³¿ ñèíòåçîâàíèõ çðàçê³â â àöåòîí³. Áóëî âèçíà÷åíî, ùî çîëü-ôðàêö³ÿ ñèñòåì ÏÖ/ÏÒÌà ñêëàäàºòüñÿ ïåðåâàæíî ç ïîë³åòåðíîãî êîìïîíåíòà. Ïðè öüîìó, ÿê âèäíî ç òàáë. 1, ÷àñòèíà ÏÒÌà íå åêñòðàãóºòüñÿ âíàñë³äîê õ³ì³÷íîãî âáóäîâóâàííÿ äî ñòðóêòóðè ÏÖ, ùî ï³äòâåðäæóº óòâîðåííÿ ã³áðèäíèõ ñ³òîê ÏÖ/ÏÒÌÃ.

Âïëèâ ñï³ââ³äíîøåííÿ ÏÖ ³ ÏÒÌà íà ñòðóêòóðó ã³áðèäíèõ ñ³òîê äîñë³äæóâàëè çà äîïîìîãîþ ðåíòãåíîñòðóêòóðíîãî àíàë³çó. Áóëî âèÿâëåíî, ùî ³íäèâ³äóàëüíèé ÏÖ â ³íòåðâàë³ ïåð³îäè÷íîñò³ â³ä 20 Å äî 300 Å º ãîìîãåííèì. Íà äèôðàêòîãðàìàõ ã³áðèäíèõ ñèñòåì, ùî ì³ñòÿòü ÏÒÌà ç ìîëåêóëÿðíîþ ìàñîþ 1000 ³ 2000, â ³íòåðâàë³ q ˜ 0,03 - 0,1 Å-1 ñïîñòåð³ãàëè çðîñòàííÿ ³íòåíñèâíîñò³ ðîçñ³þâàííÿ, ùî ñâ³ä÷èòü ïðî ³ñíóâàííÿ ñòàòèñòè÷íî ðîçïîä³ëåíèõ â ìàòðèö³ ñòðóêòóðíèõ ãåòåðîãåííîñòåé, ç ïåâíèì ðîçïîä³ëîì ¿õ çà ðîçì³ðîì. Ïðè öüîìó ñèñòåìè, ùî ì³ñòÿòü ÏÒÌÃ-2000 õàðàêòåðèçóþòüñÿ á³ëüø âïîðÿäêîâàíîþ ñòðóêòóðîþ. Ó ñâîþ ÷åðãó, ã³áðèäí³ ñ³òêè, ùî ì³ñòÿòü ÏÒÌÃ-5000, õàðàêòåðèçóºòüñÿ â³äñóòí³ñòþ áóäü-ÿêèõ îçíàê ñòðóêòóðóâàííÿ, ïðèíàéìí³, ó äîñë³äæóâàíîìó ðîçì³ðíîìó ä³àïàçîí³.

Òàáëèöÿ 1. Ñòóï³íü ã³áðèäèçàö³¿ â îòâåðäíåíèõ ÏÖ/ÏÒÌà ñ³òêàõ çà äàíèìè çîëü-ãåëü àíàë³çó

Âì³ñò ÏÒÌÃ, ìàñ. %

Ìàñîâà ÷àñòêà ÏÒÌÃ, ùî õ³ì³÷íî âáóäîâóºòüñÿ â ÏÖ-ñ³òêó, %

ÏÒÌÃ-1000

ÏÒÌÃ-2000

ÏÒÌÃ-5000

10

97,0

91,0

97,0

20

97,0

92,0

52,5

30

85,7

58,0

55,0

40

78,8

25,0

53,8

Òåïëîô³çè÷í³ âëàñòèâîñò³ ã³áðèäíèõ ÏÖ/ÏÒÌà ñ³òîê áóëî äîñë³äæåíî çà äîïîìîãîþ ÄÑÊ. Ïðåäñòàâëåíî çàëåæíîñò³ òåïëîºìíîñò³ Ñð â³ä òåìïåðàòóðè äëÿ òðüîõ ã³áðèäíèõ ñ³òîê ÏÖ/ÏÒÌà (80/20) ç ð³çíîþ äîâæèíîþ ÏÒÌÃ-ëàíöþãà. Âèäíî, ùî âåëè÷èíà Ñð çðîñòàº ç³ çìåíøåííÿì ìîëåêóëÿðíî¿ ìàñè ÏÒÌÃ. Öå ìîæíà ïîÿñíèòè çðîñòàííÿì êîíöåíòðàö³¿ ã³äðîêñèëüíèõ ãðóï ïðè çìåíøåíí³ ìîëåêóëÿðíî¿ ìàñè ïîë³åòåðó, ùî âåäå äî çðîñòàííÿ ÷àñòêè ÏÒÌÃ, ÿêèé âáóäîâóºòüñÿ äî ÏÖ-ñ³òêè (òàáë. 1), ³ ï³äâèùåííÿ ñåãìåíòàëüíî¿ ðóõëèâîñò³ â ã³áðèäíèõ ñ³òêàõ âíàñë³äîê çìåíøåííÿ ¿õ ù³ëüíîñò³. Äëÿ äîñë³äæóâàíèõ ñèñòåì õàðàêòåðíèì º ³ñíóâàííÿ äåê³ëüêîõ ñòðèáê³â òåïëîºìíîñò³. Çàãàëîì, íà òåðìîãðàìàõ äîñë³äæåíèõ ñèñòåì ÏÖ/ÏÒÌà ìîæíà âèä³ëèòè ø³ñòü ä³ëÿíîê, ùî çíàõîäÿòüñÿ â ³íòåðâàëàõ òåìïåðàòóð â³ä - 120 äî - 80°Ñ (²), â³ä - 70 äî - 40°Ñ (²²), â³ä - 30 äî 0°Ñ (²²²), â³ä 20 äî 40°Ñ (IV), â³ä 40 äî 70°Ñ (V), ³ â³ä 70 äî 140°Ñ (VI), â ìåæàõ ÿêèõ ñïîñòåð³ãàºòüñÿ çðîñòàííÿ Ñð.

Ïåðø³ äâà ñòðèáêè òåïëîºìíîñò³ â îáëàñò³ òåìïåðàòóð äî 0°Ñ õàðàêòåðèçóþòü ðåëàêñàö³éí³ ïåðåõîäè ïîë³åòåðíî¿ ñêëàäîâî¿ ³ çà ñâî¿ì ïîëîæåíÿì ìîæóòü áóòè ïîâ'ÿçàí³ ç ñåãìåíòàëüíèìè b-ðåëàêñàö³ÿìè (â ³íòåðâàë³ òåìïåðàòóð - 120 ÷ - 80°Ñ) ³ ñêëóâàííÿì (Òñ çíàõîäèòüñÿ â ìåæàõ â³ä - 70 äî - 40°Ñ) ó ÏÒÌÃ-êîìïîíåíò³. Çàëåæíîñò³ Ñð(Ò) â îáëàñò³ òåìïåðàòóð âèùå 0°Ñ õàðàêòåðèçóþòü ðåëàêñàö³éí³ ïåðåõîäè â ìîäèô³êîâàí³é ÏÖ-ñ³òö³. Ñòðèáîê òåïëîºìíîñò³ ²²², âî÷åâèäü, ïîâ'ÿçàíèé ç³ çðîñòàííÿì ðóõëèâîñò³ ñåãìåíò³â ÏÒÌÃ, õ³ì³÷íî âáóäîâàíîãî äî ÏÖ ñ³òêè.

Äëÿ ïîÿñíåííÿ ïðîÿâó ³íøèõ ðåëàêñàö³éíèõ ïåðåõîä³â ó âèñîêîòåìïåðàòóðí³é îáëàñò³ áóëà âèêîðèñòàíà çàëåæí³ñòü òåìïåðàòóðè ñêëóâàííÿ ³íäèâ³äóàëüíîãî ÏÖ â³ä ãëèáèíè êîíâåðñ³¿ ö³àíàòíèõ ãðóï. Âèõîäÿ÷è ç âèñîêî¿ ãíó÷êîñò³ ëàíöþã³â ÏÒÌÃ, îñîáëèâî ïðè ï³äâèùåíèõ òåìïåðàòóðàõ, ìîæíà çðîáèòè ïðèïóùåííÿ ùîäî ïåâíî¿ åêâ³âàëåíòíîñò³ (çà âïëèâîì íà Òñ) ÎCN-ãðóï, ùî íå ïðîðåàãóâàëè â ÷èñòèõ ÏÖ ñ³òêàõ ç íåïîâíîþ êîíâåðñ³ºþ, òà ÎCN-ãðóï, ùî ïðîðåàãóâàëè ç ôóíêö³îíàëüíèìè ãðóïàìè ÏÒÌà â ã³áðèäíèõ ñ³òêàõ. Äëÿ çðó÷íîñò³ çàì³ñòü òåðì³íó "ñòóï³íü êîíâåðñ³¿" âèêîðèñòîâóâàëè ïàðàìåòð ÕCN>PCN, ÿêèé õàðàêòåðèçóº ò³ëüêè òó ÷àñòèíó ö³àíàòíèõ ãðóï, ùî áðàëè ó÷àñòü â óòâîðåíí³ òðèàçèíîâèõ öèêë³â. Îòæå, ïðîÿâ äåê³ëüêîõ òåìïåðàòóðíèõ ïåðåõîä³â ó ÏÖ-ñêëàäîâ³é ìîæíà ïîÿñíèòè ïðèñóòí³ñòþ â ã³áðèäíèõ ÏÖ/ÏÒÌà ñèñòåìàõ äîìåí³â ç ð³çíèì çíà÷åííÿì ÕCN>PCN, òîáòî ç ð³çíèì "ñòóïåíåì ã³áðèäèçàö³¿" ³ ñòðèáêè Ñð â îáëàñò³ òåìïåðàòóð â³ä 20 äî 140°Ñ (ïåðåõîäè ²V - V²) ìîæóòü áóòè â³äíåñåí³ äî ñêëóâàííÿ ó íàíîäîìåíàõ ÏÖ-ñ³òêè, çáàãà÷åíèõ ÏÒÌÃ, â ÿêèõ ïàðàìåòð XCN>PCN çì³íþºòüñÿ â³ä 0,55 äî 0,80. Îòæå ìîæíà çðîáèòè âèñíîâîê, ùî îêð³ì ñòðóêòóðíî¿ ãåòåðîãåííîñò³, äîñë³äæåíî¿ çà äîïîìîãîþ ðåíòãåíîñòðóêòóðíîãî àíàë³çó, òàêèì ñèñòåìàì âëàñòèâà òàêîæ êîìïîçèö³éíà (õ³ì³÷íà) íåîäíîð³äí³ñòü.

Äèíàì³êó ðåëàêñàö³éíèõ ïåðåõîä³â ó ñèíòåçîâàíèõ ã³áðèäíèõ ñèñòåìàõ òàêîæ áóëî äîñë³äæåíî çà äîïîìîãîþ ìåòîäà ÑØÌÄ, ÿêèé ïîºäíóº ó ñîá³ ïðèíöèïè ðåëàêñàö³éíî¿ ñïåêòðîìåò𳿠³ òåðì³÷íîãî àíàë³çó ³ ïîëÿãຠó ïðåöèç³éíîìó âèì³ðþâàíí³ øâèäêîñò³ ïîâçó÷îñò³ ÿê ôóíêö³¿ òåìïåðàòóðè ïðè íåçì³íí³é (çàçâè÷àé íèçüê³é) âåëè÷èí³ íàâàíòàæåííÿ. Ñïåêòðè çàïèñàí³ â ðåæèì³ ðîçòÿãó; íàâàíòàæåííÿ ï³äáèðàëè åêñïåðèìåíòàëüíî äëÿ çàáåçïå÷åííÿ íàéâèùî¿ ðîçä³ëüíî¿ çäàòíîñò³ ñïåêòð³â áåç ðîçìèâàííÿ ¿õ êîíòóð³â, à òàêîæ äëÿ óíèêíåííÿ ïåðåä÷àñíîãî ðóéíóâàííÿ çðàçê³â. Íàâåäåíî ñïåêòðè øâèäêîñò³ ìàëèõ äåôîðìàö³é ³íäèâ³äóàëüíîãî ÏÖ ³ ñå𳿠ñèñòåì ÏÖ/ÏÒÌÃ-1000. ÏÖ õàðàêòåðèçóºòüñÿ íåâåëèêèì ìàêñèìóìîì ó âèãëÿä³ äóáëåòó ïðè 280 ³ 295°Ñ. Íà â³äì³íó â³ä öüîãî, ñïåêòðè ã³áðèäíèõ ñ³òîê º á³ëüø ñêëàäíèìè, ³ ïðè òåìïåðàòóðàõ íà 10 - 80°Ñ âèùå îñíîâíî¿ òåìïåðàòóðè ñêëóâàííÿ äåìîíñòðóþòü äåê³ëüêà ìàêñèìóì³â øâèäêîñò³ ðåëàêñàö³¿, ùî ïåðåêðèâàþòüñÿ. Âèÿâëåí³ äîäàòêîâ³ ðåëàêñàö³éí³ ïåðåõîäè ìîæíà ïîÿñíèòè ïðèñóòí³ñòþ ó ñòðóêòóð³ ìîäèô³êîâàíèõ ñ³òîê íàíîäîìåí³â ç ð³çíèì ñòóïåíåì êîíâåðñ³¿ ö³àíàòíèõ ãðóï (XCN>PCN).

Ïðåäñòàâëåíî ñïåêòðè øâèäêîñò³ ìàëèõ äåôîðìàö³é êîìïîçèò³â ç îäíàêîâèì ñï³ââ³äíîøåííÿì ÏÖ/ÏÒÌÃ, ÿê³ â³äð³çíÿþòüñÿ çà ìîëåêóëÿðíîþ ìàñîþ ïîë³åòåðó.  ñèñòåì³ ç ÏÒÌÃ-5000ñïîñòåð³ãàëè ëèøå îäèí ðåëàêñàö³éíèé ïåðåõ³ä ç ìàêñèìóìîì ïðè 180°Ñ, ùî óçãîäæóºòüñÿ ç âèñíîâêîì ïðî â³äíîñíî âèñîêó ñòðóêòóðíó ãîìîãåíí³ñòü öèõ ñèñòåì íà íàíîð³âí³, ÿêèé áóëî çðîáëåíî ðàí³øå íà ï³äñòàâ³ äàíèõ ðåíòãåíîñòðóêòóðíîãî àíàë³çó. óáðèäí³ ñ³òêè ÏÖ/ÏÒÌÃ-1000, ÿêèì, ÿê çàçíà÷àëîñÿ ðàí³øå, âëàñòèâèé ïåâíèé ð³âåíü ñòðóêòóðíî¿ íåîäíîð³äíîñò³, ìàþòü á³ëüø ñêëàäí³ ñïåêòðè øâèäêîñò³ ìàëèõ äåôîðìàö³é ç äåê³ëüêîìà ï³êàìè, ùî ïåðåêðèâàþòüñÿ, ïðè 175, 185, 200 ³ 220°Ñ. Íàðåøò³, ã³áðèäè íà îñíîâ³ ÏÒÌÃ-2000, ÿê³ º íàéá³ëüø ñòðóêòóðîâàíèìè ñåðåä äîñë³äæåíèõ ñèñòåì, õàðàêòåðèçóþòüñÿ ñïåöèô³÷íèì êîíòóðîì ñïåêòðà øâèäêîñò³ ìàëèõ äåôîðìàö³é â îáëàñò³ òåìïåðàòóð âèùå 140. ³í ñêëàäàºòüñÿ ïðàêòè÷íî ç äâîõ ï³ê³â, ùî ðîçòàøîâàí³ ïðè 165 ³ 220°Ñ, ³ â³äïîâ³äàþòü ðåëàêñàö³éíèì ïðîöåñàì (ñêëóâàííþ) â äîìåíàõ, ùî õàðàêòåðèçóþòüñÿ ïàðàìåòðîì XCN>PCN = 0,84 ³ 0,90 â³äïîâ³äíî.

Íà ñïåêòðàõ øâèäêîñò³ ìàëèõ äåôîðìàö³é, çàïèñàíèõ ó íèçüêîòåìïåðàòóðí³é îáëàñò³, òàêîæ áóëî âèÿâëåíî ÷îòèðè àáî ï'ÿòü ï³ê³â ç Òìàêñ â ³íòåðâàëàõ â³ä - 120 äî - 90°Ñ (²), â³ä - 60 äî - 35°Ñ (²²), ³ ì³æ - 20 ³ 20°Ñ (²²²), ÿê³ ìîæóòü áóòè â³äíåñåí³ äî b-ðåëàêñàö³é ó ëàíöþç³ ÏÒÌà (²), ³ äî êîîïåðàòèâíîãî ðåëàêñàö³éíîãî ïåðåõîäó (ñêëóâàííÿ) àìîðôíîãî ÏÒÌÃ-êîìïîíåíòà (²²). ϳêè, ùî ðîçòàøîâàí³ â îáëàñò³ ²²², ³ìîâ³ðíî ìîæíà â³äíåñòè äî òàê çâàíî¿ "âèìóøåíî¿" ñåãìåíòàëüíî¿ äèíàì³êè ñåãìåíò³â ÏÒÌÃ, ëîêàë³çîâàíèõ ïîáëèçó òðèàçèíîâèõ öèêë³â.

Î÷åâèäíî, ùî âèÿâëåíà øèðîêà äèñïåðñ³ÿ òåìïåðàòóðíèõ ïåðåõîä³â â ã³áðèäíèõ ÏÖ/ÏÒÌà ñ³òêàõ ìຠïðàêòè÷íå çíà÷åííÿ. Òàê, ç îäíîãî áîêó, íèçüêîòåìïåðàòóðíà ã³ëêà äèñïåðñ³¿ ñïðèÿº çðîñòàííþ ìàëèõ äåôîðìàö³é, àáî ì³êðîïëàñòè÷íîñò³, â ñ³òêàõ ÏÖ/ÏÒÌà ïðè âèñîêèõ íàâàíòàæåííÿõ âæå ïðè ê³ìíàòí³é òåìïåðàòóð³, íà â³äì³íó â³ä ÷èñòî¿ ïîë³ö³àíóðàòíî¿ ñ³òêè, â ÿê³é ì³êðîïëàñòè÷í³ñòü íåìîæëèâî äîñÿãòè âçàãàë³, ïðèíàéìí³ ïðè òåìïåðàòóðàõ äî 280°Ñ. Ç ³íøîãî áîêó, âåëèêå çíà÷åííÿ ìຠâèñîêîòåìïåðàòóðíà ã³ëêà äèñïåðñ³¿ Òñ, ùî äîçâîëÿº î÷³êóâàòè çáåðåæåííÿ ïåâíî¿ æîðñòêîñò³ ³ ñò³éêîñò³ äî ìàëèõ äåôîðìàö³é ïðè íåâåëèêèõ íàâàíòàæåííÿõ ïðè òåìïåðàòóðàõ, ùî ïåðåâèùóþòü îñíîâíó òåìïåðàòóðó ñêëóâàííÿ.

 òàáë. 2 íàâåäåíî ðåçóëüòàòè ô³çèêî-ìåõàí³÷íèõ âèïðîáóâàíü ñèñòåì ÏÖ/ÏÒÌÃ-1000.

Òàáëèöÿ 2. Ìåõàí³÷í³ õàðàêòåðèñòèêè ã³áðèäíèõ ñ³òîê ÏÖ/ÏÒÌÃ-1000

ÏÒÌÃ, ìàñ. %

Å, ÃÏà

s, ÌÏà

e, %

0

3,4

53

1,5

10

2,9

75

2,9

20

3,5

70

2,4

30

1,4

54

6,7

40

0,2

26

117,0

ßê âèäíî ç íàâåäåíèõ äàíèõ, ïðè âì³ñò³ ÏÒÌà 10 ³ 20 ìàñ. % ñïîñòåð³ãàºòüñÿ çðîñòàííÿ ì³öíîñò³ êîìïîçèò³â ó ïîð³âíÿíí³ ç íåìîäèô³êîâàíèì ÏÖ, òîä³ ÿê ìîäóëü ïðóæíîñò³ ³ ïîäîâæåííÿ ïðàêòè÷íî íå çì³íþþòüñÿ. Ïîäàëüøå çðîñòàííÿ âì³ñòó ÏÒÌà (äî 40 ìàñ. %) âèêëèêຠçðîñòàííÿ çíà÷åííÿ ïîäîâæåííÿ ïðè ðîçðèâ³, ïðè öüîìó çíà÷åííÿ ì³öíîñò³ ³ ìîäóëÿ ïðóæíîñò³ çíèæóþòüñÿ. Ö³ ðåçóëüòàòè ìîæíà ïîÿñíèòè ïðîÿâîì ì³êðîïëàñòè÷íîñò³, ÿêó áóëî âèÿâëåíî äëÿ öèõ ã³áðèä³â çà äîïîìîãîþ ìåòîäà ÑØÌÄ.

Íàíîêîìïîçèòè íà îñíîâ³ ïîë³ö³àíóðàòó ³ ìîíòìîðèëîí³òó

Ó äàíîìó ðîçä³ë³ íàâåäåíî ðåçóëüòàòè äîñë³äæåííÿ âïëèâó ìîíòìîðèëîí³òó íà ê³íåòèêó ôîðìóâàííÿ ÏÖ, à òàêîæ ñòðóêòóðó ³ âëàñòèâîñò³ ñèíòåçîâàíèõ êîìïîçèò³â. Äëÿ ñèíòåçó íàíîêîìïîçèò³â âèêîðèñòîâóâàëè îðãàíîìîäèô³êîâàíèé ÌÌÒ Cloisite 30B (Southern Clay Products, Inc., ÑØÀ), îáì³íí³ êàò³îíè ÿêîãî áóëè çàì³ùåí³ íà ÷åòâåðòèííèé àì³í N+(CH2CH2OH)2(CH3)(àëê³ë C14 - C18), ùî çàáåçïå÷óº êðàùó ñïîð³äíåí³ñòü íàïîâíþâà÷à äî ïîë³ìåðíî¿ ìàòðèö³. Ç ìåòîþ ï³äâèùèòè ð³âíîì³ðí³ñòü ðîçïîä³ëó íàïîâíþâà÷à ó ÏÖ-ìàòðèö³ çàñòîñîâóâàëè óëüòðàçâóêîâó îáðîáêó ðåàêö³éíî¿ ñóì³ø³ ÄÖÅÁÀ/ÌÌÒ.

ʳíåòè÷í³ çàëåæíîñò³ ïîë³öèêëîòðèìåðèçàö³¿ â ñèñòåìàõ ÄÖÅÁÀ/ÌÌÒ, ïîáóäîâàí³ çà äàíèìè ²×-ñïåêòðîñêîﳿ. ßê âèäíî, ââåäåííÿ ÌÌÒ ñïðèÿº ñêîðî÷åííþ ³íäóêö³éíîãî ïåð³îäó ³ ïðèñêîðþº óòâîðåííÿ ïîë³ö³àíóðàòó ó ïîð³âíÿíí³ ç òâåðäíåííÿì ÷èñòîãî ÄÖÅÁÀ. Ïðè öüîìó äëÿ êîìïîçèò³â, ùî ì³ñòÿòü Cloisite 30B, öåé åôåêò º ñèëüí³øèì. Òàêèé âïëèâ íàïîâíþâà÷à íà øâèäê³ñòü ðåàêö³¿, éìîâ³ðíî, çóìîâëåíèé ã³äðîô³ëüíîþ ïðèðîäîþ ïîâåðõí³ àëþìîñèë³êàò³â. Êð³ì òîãî, äåôåêòí³ñòü êðèñòàë³÷íî¿ ´ðàòêè ³ ìîæëèâ³ñòü ³çîìîðôíîãî çàì³ùåííÿ çóìîâëþº íàÿâí³ñòü íà ïîâåðõí³ àëþìîñèë³êàòó êàò³îí³â Al3+ ³ Fe3+, ÿê³ òàêîæ ìîæóòü ïðèñêîðþâàòè êîíâåðñ³þ ö³àíàòíèõ ãðóï. Çàâäÿêè ïðèñóòíîñò³ îðãàí³÷íîãî ìîäèô³êàòîðà, ïîâåðõíÿ Cloisite 30B õàðàêòåðèçóºòüñÿ ìåíøèì ñòóïåíåì ã³äðîô³ëüíîñò³, ùî ïîëåãøóº ³íòåðêàëÿö³þ ÄÖÅÁÀ, ñïðèÿþ÷è ó òàêèé ñïîñ³á çðîñòàííþ åôåêòèâíî¿ ïîâåðõí³ âçàºìî䳿 ìîíîìåð - íàïîâíþâà÷. Êð³ì òîãî, ìîäèô³êàòîð Cloisite 30 òàêîæ ìîæå ïðèñêîðþâàòè ðåàêö³þ ïîë³öèêëîòðèìåðèçàö³¿ âíàñë³äîê ïðèñóòíîñò³ ó éîãî ñòðóêòóð³ ã³äðîêñèëüíèõ ãðóï.

Ñòðóêòóðó íàïîâíþâà÷à ó ïîë³ìåðí³é ìàòðèö³ áóëî äîñë³äæåíî çà äîïîìîãîþ ìåòîäà ðåíòãåíîñòðóêòóðíîãî àíàë³çó, ðåçóëüòàòè ÿêîãî íàâåäåíî â òàáëèö³ 3.

Òàáëèöÿ 3. Ïàðàìåòðè ñòðóêòóðè íàíîêîìïîçèò³â ÏÖ/Cloisite 30B

Âì³ñò ÌÌÒ, ìàñ. %

q, Å-1

d001, íì

w, %

2

0,28

2,26

41,2

3

0,30

2,10

27,8

4

0,30

2,10

19,9

5

0,29

2,15

21,9

Ïðèì³òêà. w - ÷àñòêà ³íòåðêàëüîâàíîãî ÌÌÒ

Ïîëîæåííÿ õàðàêòåðèñòè÷íîãî äèôðàêö³éíîãî ìàêñèìóìó Cloisite 30B â³äïîâ³äຠqm = 0,33, ùî º ðåçóëüòàòîì äèôðàêö³¿ ðåíòãåí³âñüêèõ ïðîìåí³â ñèñòåìîþ áàçèñíèõ àòîìíèõ ïëîùèí êðèñòàë³÷íî¿ ´ðàòêè. ³äñòàíü ì³æ öèìè ïëîùèíàìè â êðèñòàë³òàõ, d001, â³äïîâ³äíî äî ð³âíÿííÿ Áðåããà äîð³âíþº 1,92 íì. Êóòîâå ïîëîæåííÿ ìàêñèìóìó àëþìîñèë³êàòó íà äèôðàêòîãðàì³ êîìïîçèòó çñóâàºòüñÿ ó á³ê ìåíøèõ êóò³â, ùî ñâ³ä÷èòü ïðî çðîñòàííÿ áðåãã³âñüêî¿ â³äñòàí³. Òàêå çá³ëüøåííÿ â³äñòàí³ ì³æ àòîìíèìè øàðàìè êðèñòàë³÷íî¿ ´ðàòêè Cloisite 30B º ñâ³ä÷åííÿì óòâîðåííÿ íàíîêîìïîçèòó çà ðàõóíîê ïðîöåñó ³íòåðêàëÿö³¿. Íàáëèæåíî ÷àñòêó íàïîâíþâà÷à, ùî çáåð³ãຠâïîðÿäêîâàíó ñòðóêòóðó, ìîæíà îö³íèòè ïðè ïîð³âíÿíí³ ³íòåãðàëüíî¿ ³íòåíñèâíîñò³ ï³êà äèôðàêö³¿ êîìïîçèòó ³ ìåõàí³÷íî¿ ñóì³ø³ â³äïîâ³äíîãî ñêëàäó (ìåõàí³÷íó ñóì³ø îòðèìóâàëè ïðè çì³øóâàíí³ ïîäð³áíåíîãî ³íäèâ³äóàëüíîãî ÏÖ ³ ÌÌÒ ó â³äïîâ³äíèõ ñï³ââ³äíîøåííÿõ). Ðåçóëüòàòè ðîçðàõóíê³â ÷àñòêè ³íòåðêàëüîâàíîãî ìîäèô³êîâàíîãî ÌÌÒ íàâåäåíî â òàáë. 3. Âèõîäÿ÷è ç îòðèìàíèõ äàíèõ, ìîæåìî çðîáèòè âèñíîâîê, ùî â îá'ºì³ ïîë³ìåðíî¿ ìàòðèö³ îäíî÷àñíî çíàõîäÿòüñÿ îêðåì³ ïëàñòèíêè íàïîâíþâà÷à, à òàêîæ ñòîñè ³íòåðêàëüîâàíèõ ÷àñòèíîê. Îòæå ñòðóêòóðà ñèíòåçîâàíèõ êîìïîçèò³â ìîæå áóòè âèçíà÷åíà ÿê ³íòåðêàëüîâàíî-åêñôîë³éîâàíà.

Áåçïîñåðåäíüî ñòðóêòóðó íàïîâíþâà÷à, à ñàìå ðåàë³çàö³þ ïðîöåñ³â ³íòåðêàëÿö³¿ ³/àáî åêñôîë³àö³¿, ó êîìïîçèòàõ âèâ÷àëè çà äîïîìîãîþ ÒÅÌ. Ïðåäñòàâëåíî ì³êðîôîòîãðàô³þ êîìïîçèòó íà îñíîâ³ ÏÖ ç âì³ñòîì Cloisite 30B 5 ìàñ. %. Òåìí³ ë³í³¿ íà ôîòîãðàô³¿ â³äïîâ³äàþòü åëåìåíòàðíèì ïëàñòèíêàì àëþìîñèë³êàòó, ¿õ òîâùèíà ñòàíîâèòü áëèçüêî 1 íì. ßê âèäíî, íàïîâíþâà÷ ó ïîë³ö³àíóðàòí³é ìàòðèö³ ðîçïîä³ëÿºòüñÿ íåð³âíîì³ðíî, ïðè öüîìó îäíî÷àñíî ñïîñòåð³ãàþòüñÿ ÿê îêðåì³, ñòàòèñòè÷íî ðîçïîä³ëåí³ ïëàñòèíêè àëþìîñèë³êàòó, òàê ³ äîáðå âïîðÿäêîâàí³ ñòîñè øàð³â ÌÌÒ, à òàêîæ àãëîìåðàòè ÷àñòèíîê íàïîâíþâà÷à.

ϳäñóìîâóþ÷è íàâåäåí³ âèùå äàí³ ðåíòãåíîñòðóêòóðíîãî àíàë³çó ³ ÒÅÌ, ìîæíà çðîáèòè âèñíîâîê, ùî êîìïîçèòè ÏÖ/Cloisite 30B õàðàêòåðèçóþòüñÿ íåð³âíîì³ðíèì ðîçïîä³ëîì ÷àñòèíîê íàïîâíþâà÷à â ïîë³ìåðí³é ìàòðèö³. Ìîðôîëîã³ÿ íàíîêîìïîçèò³â, îïèñàíà âèùå, ïîâ'ÿçàíà ç³ ñõèëüí³ñòþ ÷àñòèíîê ìîíòìîðèëîí³òó äî óòâîðåííÿ àãëîìåðàò³â, ÿê³ âàæêî çðóéíóâàòè âíàñë³äîê ñèëüíî¿ âçàºìî䳿 ì³æ íèìè ³ îáìåæåíèõ çñóâíèõ çóñèëü ï³ä ÷àñ îòðèìàííÿ äîñë³äæóâàíèõ çðàçê³â. Ñë³ä òàêîæ çàçíà÷èòè, ùî ïðè÷èíîþ îáìåæåíî¿ ³íòåðêàëÿö³¿ ìîíîìåðó àáî ñåãìåíò³â ÏÖ-ñ³òêè äî ì³æøàðîâîãî ïðîñòîðó àëþìîñèë³êàòó ìîæå áóòè êàòàë³òè÷íèé âïëèâ íàïîâíþâà÷à íà ðåàêö³þ ïîë³öèêëîòðèìåðèçàö³¿: âíàñë³äîê øâèäêîãî çðîñòàííÿ â'ÿçêîñò³ ðåàêö³éíî¿ ìàñè ðîçøàðóâàííÿ ÌÌÒ óñêëàäíþºòüñÿ.

Òåïëîô³çè÷í³ âëàñòèâîñò³ íàíîêîìïîçèò³â ÏÖ/ÌÌÒ äîñë³äæóâàëè çà äîïîìîãîþ ÄÑÊ. Áóëî âèÿâëåíî (òàáë. 4), ùî íà â³äì³íó â³ä íåíàïîâíåíîãî âèõ³äíîãî ÏÖ, ùî õàðàêòåðèçóºòüñÿ îäí³ºþ òåìïåðàòóðîþ ñêëóâàííÿ Òñ = 284°Ñ, íà òåðìîãðàìàõ êîìïîçèò³â ÏÖ/ÌÌÒ ìîæíà âèä³ëèòè òðè òåìïåðàòóðí³ ïåðåõîäè (óìîâíà íóìåðàö³ÿ çà òåìïåðàòóðíèì ïîëîæåííÿì):

1 - ñëàáêèé àëå øèðîêèé ðåëàêñàö³éíèé ïåðåõ³ä â ³íòåðâàë³ 40 - 150°Ñ (Òñ 1);

2 - îñíîâíèé ðåëàêñàö³éíèé ïåðåõ³ä (Òñ 2), ùî â³äïîâ³äຠñêëóâàííþ ÷èñòîãî ÏÖ;

3 - ïåðåõ³ä ç Òñ 3 ? 380°Ñ, ùî ïåðåäóº ïî÷àòêó äåñòðóêö³¿.

Òàáëèöÿ 4. Õàðàêòåðèñòèêà òåìïåðàòóðíèõ ïåðåõîä³â â ñèñòåìàõ ÏÖ/Cloisite 30B

Âì³ñò ÌÌÒ, ìàñ. %

Òðèâàë³ñòü ÓÇ-îáðîáêè, õâ.

Ïåðåõ³ä 1

Ïåðåõ³ä 2

Ïåðåõ³ä 3

Tñ', °Ñ

Tñ, °Ñ

Tñ", °Ñ

CP, Äæ/ã•°Ñ

Tñ', °Ñ

Tñ, °Ñ

Tñ", °Ñ

CP, Äæ/ã•°Ñ

Tñ', °Ñ

Tñ, °Ñ

Tñ", °Ñ

CP, Äæ/ã•°Ñ

2

0

46

84

144

0,07

272

279

291

0,21

355

377

387

0,09

2

5

58

97

145

0,08

269

287

295

0,25

358

379

387

0,11

5

4

42

92

138

0,07

253

273

284

0,25

355

377

387

0,13

0

-

-

-

-

-

273

284

293

-

-

-

-

-

Ïðèì³òêà. Tñ', Tñ, Tñ" - â³äïîâ³äíî, òåìïåðàòóðè ïî÷àòêó, ìàêñèìóìó, ³ çàâåðøåííÿ ïåðåõîäó

Îòðèìàí³ ðåçóëüòàòè, ìîæíà òðàêòóâàòè òàêèì ÷èíîì. Ââåäåííÿ 2 - 5 ìàñ. % ÌÌÒ äî ðåàêö³éíî¿ ñèñòåìè, ç óòâîðåííÿì ³íòåðêàëüîâàíî-åêñôîë³éîâàíî¿ ñòðóêòóðè, íå âïëèâຠíà á³ëüø³ñòü ÏÖ äîìåí³â ³ îñíîâíèé ðåëàêñàö³éíèé ïåðåõ³ä 2 â³äïîâ³äຠñêëóâàííþ öèõ äîìåí³â. Îäíàê, íàíîøàðè íàïîâíþâà÷à ìîæóòü çàâàæàòè ïîâí³é êîíâåðñ³¿ CN>PCN ó äåÿêèõ äîìåíàõ ÏÖ, ùî ñïðè÷èíÿº çíèæåííÿ ¿õ Òñ, ÿêà â³äïîâ³äຠøèðîêîìó ïåðåõîäó 1 ïðè 40 - 140°Ñ. Âèõîäÿ÷è ³ç çàëåæíîñò³ Òñ â³ä XCN>PCN, ö³ âåëè÷èíè Òñ â³äïîâ³äàþòü íåïîâí³é êîíâåðñ³¿ XCN>PCN ? (0,65 - 0,80). Ó ñâîþ ÷åðãó, âèñîêîòåìïåðàòóðíèé ïåðåõ³ä 3, ùî º îñîáëèâ³ñòþ íàíîêîìïîçèò³â ÏÖ/ÌÌÒ, ìîæå õàðàêòåðèçóâàòè çðîñòàííÿ ðóõëèâîñò³ ó äîìåíàõ ÏÖ, ùî ìåæóþòü ³ç ñèë³êàòíèìè íàíîøàðàìè - ñèëüí³ êîîðäèíàö³éí³ òà êîâàëåíòí³ çâ'ÿçêè ì³æ ÏÖ ³ ìîäèô³êîâàíîþ ïîâåðõíåþ ÌÌÒ øàð³â îáóìîâëþþòü îáìåæåííÿ ðóõëèâîñò³ ñåãìåíò³â ñ³òêè.

Äëÿ äåòàëüíîãî âèâ÷åííÿ âïëèâó ÌÌÒ íà äèíàì³êó ñêëóâàííÿ â íàíîêîìïîçèòàõ ÏÖ/ÌÌÒ áóëè çàïèñàí³ ñïåêòðè øâèäêîñò³ ìàëèõ äåôîðìàö³é â òåìïåðàòóðíîìó ³íòåðâàë³ â³ä 20 äî 330°Ñ. Âèäíî, ùî ñïåêòð ç îäíèì ï³êîì ñêëóâàííÿ, õàðàêòåðíèé äëÿ ³íäèâ³äóàëüíîãî ÏÖ ç ìàêñèìóìîì ïðè Òñ ? 280°Ñ, ó íàíîêîìïîçèòàõ òðàíñôîðìóºòüñÿ ó ñêëàäí³ ñïåêòðè øâèäêîñò³ ìàëèõ äåôîðìàö³é, êîíòóðè ÿêèõ ñêëàäàþòüñÿ ç äåê³ëüêîõ ï³ê³â, ùî ïåðåêðèâàþòüñÿ, ³ çàéìàþòü óâåñü äîñë³äæóâàíèé òåìïåðàòóðíèé ³íòåðâàë, à ñàìå: ïîáëèçó îñíîâíî¿ Òñ, à òàêîæ íèæ÷å ³ âèùå Òñ ÏÖ-ìàòðèö³. Ïðè 300°Ñ ó âèïàäêó ÏÖ ³ 330°Ñ ó âèïàäêó êîìïîçèò³â ÏÖ/ÌÌÒ ñïåêòðè ïåðåðèâàþòüñÿ âíàñë³äîê ðóéíóâàííÿ çðàçê³â.

Ââåäåííÿ 2 ìàñ. % ÌÌÒ äî ÏÖ çàáåçïå÷óº âèùó òåïëîñò³éê³ñòü (îï³ð ìàëèì äåôîðìàö³ÿì), í³æ 5 ìàñ. % ÌÌÒ, ùî ìîæå áóòè íàñë³äêîì êðàùî¿ äèñïåðíîñò³ íàïîâíþâà÷à. Äåÿêå çðîñòàííÿ ðóõëèâîñò³ ñåãìåíò³â, ÿê ïðè ñåðåäí³õ, òàê ³ ïðè âèñîê³é òåìïåðàòóðàõ, äîñÿãàºòüñÿ çàâäÿêè á³ëüø ð³âíîì³ðíîìó ðîçïîä³ëó íàïîâíþâà÷à ó ìàòðèö³, ùî º íàñë³äêîì çàñòîñóâàííÿ ÓÇ-îáðîáêè ðåàêö³éíî¿ ñóì³ø³.

Îòðèìàí³ äàí³ óçãîäæóþòüñÿ ç äàíèìè ÄÑÊ ³ áåçïîñåðåäíüî ï³äòâåðäæóþòü ÷³òêî âèðàæåíó ãåòåðîãåíí³ñòü äèíàì³êè ñêëóâàííÿ â íàíîêîìïîçèòàõ ÏÖ/ÌÌÒ. Îñîáëèâèé ³íòåðåñ, ç òî÷êè çîðó ïðàêòè÷íîãî çàñòîñóâàííÿ, âèêëèêຠçáåðåæåííÿ âèñîêî¿ òåðì³÷íî¿ ñòàá³ëüíîñò³ ÏÖ-ìàòðèö³ ó íàíîêîìïîçèòàõ ÏÖ/ÌÌÒ, ïðè îäíî÷àñíîìó çáåðåæåíí³ ïåâíî¿ ì³êðîïëàñòè÷íîñò³ ïðè ê³ìíàòí³é òåìïåðàòóð³ ÿê íàñë³äîê íåïîâíîãî çøèâàííÿ â ëîêàëüíèõ äîìåíàõ ñ³òêè.

Ïîêàçàíî çàëåæíîñò³ ìîäóëÿ ïðóæíîñò³ Å â³ä òåìïåðàòóðè äëÿ âèõ³äíîãî ÏÖ ³ íàíîêîìïîçèò³â ÏÖ/ÌÌÒ ïðè íàïðóæåíí³ 0,5 ÌÏà. Ïðóæí³ âëàñòèâîñò³ ÏÖ â êîìïîçèòàõ çàëåæàòü, ïåâíîþ ì³ðîþ, â³ä âì³ñòó íàïîâíþâà÷à ³ òåìïåðàòóðíèõ óìîâ.  ä³àïàçîí³ òåìïåðàòóð íèæ÷å Òñ ìîäóëü íàíîêîìïîçèò³â ó 1,5 - 2 ðàçè âèùèé â³ä ìîäóëÿ ³íäèâ³äóàëüíîãî ÏÖ. Íàéâèùå çíà÷åííÿ Å ñïîñòåð³ãàºòüñÿ äëÿ êîìïîçèòó ÏÖ/Cloisite30B (98/2, 5 õâ ÓÇ-îáðîáêè).  ³íòåðâàë³ òåìïåðàòóð ñêëóâàííÿ, ì³æ 240 ³ 280°Ñ, íàéâèùèì º ìîäóëü ÏÖ, ó ïîð³âíÿíí³ ç êîìïîçèòàìè ÏÖ/ÌÌÒ. Íàíîêîìïîçèò ç 5 ìàñ. % Cloisite30B ìຠíàéìåíøå çíà÷åííÿ Å, ùî óçãîäæóºòüñÿ ç ïðèñêîðåíîþ äèíàì³êîþ (çðîñòàþ÷îþ ïîâçó÷³ñòþ) â íàíîêîìïîçèòàõ ó äàíîìó ³íòåðâàë³ òåìïåðàòóð. Íàðåøò³, ïðè 290 - 330 °Ñ çíîâó ïðîÿâëÿºòüñÿ ïåðåâàãà íàíîêîìïîçèò³â íàä ÷èñòèì ÏÖ, ³ ìîäóëü ÏÖ/Cloisite 30B (98/2, 5 õâ ÓÇ-îáðîáêè) ïðè 320°Ñ º âèùèì, í³æ ìîäóëü ÏÖ ïðè 280°Ñ.

Òàêèì ÷èíîì, íàâåäåí³ ðåçóëüòàòè ïîêàçàëè, ùî ââåäåííÿ øàðóâàòîãî íàïîâíþâà÷à äî ÄÖÅÁÀ ïðèñêîðþº ñ³òêîóòâîðåííÿ, çàáåçïå÷óº ïîêðàùåííÿ òåðì³÷íèõ ³ ìåõàí³÷íèõ âëàñòèâîñòåé (ï³äâèùåííÿ ìîäóëÿ ïðóæíîñò³) êîìïîçèò³â, çáåð³ãàþ÷è ïðè öüîìó ïåâíó ì³êðîïëàñòè÷í³ñòü ÏÖ-ñ³òêè (íàâ³òü ïðè 280°Ñ).

Íàïîâíåí³ ã³áðèäí³ ïîë³ìåðí³ ñ³òêè íà îñíîâ³ ïîë³ö³àíóðàòó ³ ïîë³òåòðàìåòèëåíãë³êîëþ

Ó äàíîìó ðîçä³ë³ âèâ÷àëè âïëèâ êîìá³íîâàíî¿ ìîäèô³êàö³¿ ãíó÷êîëàíöþãîâèì ïîë³åòåðîì ³ îðãàíîìîäèô³êîâàíèì ìîíòìîðèëîí³òîì íà ñòðóêòóðó ³ âëàñòèâîñò³ ïîë³ö³àíóðàòó.

Ñòðóêòóðó ñèíòåçîâàíèõ ã³áðèäíèõ êîíïîçèò³â íà îñíîâ³ ÏÖ/ÏÒÌÃ-1000, íàïîâíåíèõ ÌÌÒ, äîñë³äæóâàëè çà äîïîìîãîþ ðåíòãåíîñòðóêòóðíîãî àíàë³çó, ðåçóëüòàòè ÿêîãî íàâåäåíî â òàáëèö³ 5.

Òàáëèöÿ 5. Ïàðàìåòðè ñòðóêòóðè íàíîêîìïîçèò³â ÏÖ/ÏÒÌÃ/Cloisite 30B

ÏÖ/ÏÒÌÃ, ìàñ. %

ÌÌÒ, ìàñ. %

q, Å-1

d001, íì

90/10

1

â³äñóòí³é

90/10

2

0,28

2,21

90/10

5

0,31

2,01

60/40

2

â³äñóòí³é

ßê âèäíî ç òàáëèö³, ïðè êîíöåíòðàö³¿ Cloisite 30B 1 ìàñ. % ó ã³áðèä³ ÏÖ/ÏÒÌà (90/10) îñíîâíèé äèôðàêö³éíèé ìàêñèìóì íàïîâíþâà÷à íå ïðîÿâëÿºòüñÿ, ùî ìîæå áóòè çóìîâëåíî ÿê íåäîñòàòí³ì äëÿ ³äåíòèô³êàö³¿ âì³ñòîì ÌÌÒ, òàê ³ ïîâíèì çàâåðøåííÿì ïðîöåñó ðàçøàðóâàííÿ íàïîâíþâà÷à. Ïðè çá³ëüøåíí³ âì³ñòó Cloisite 30B äî 2 ìàñ. % íà äèôðàêòîãðàì³ ìຠì³ñöå ïðîÿâ ñëàáêîãî çà ³íòåíñèâí³ñòþ áàçàëüíîãî ìàêñèìóìó ÌÌÒ ïðè q = 0,28 - 0,30 Å-1. Ñë³ä çàçíà÷èòè, ùî ïðè çðîñòàíí³ âì³ñòó ãíó÷êîëàíöþãîâîãî êîìïîíåíòà ã³áðèäíî¿ ñ³òêè ÏÖ/ÏÒÌÃ-1000 ñïîñòåð³ãàëè ïîêðàùåííÿ åêñôîë³àö³¿ íàïîâíþâà÷à. Òàê, ïðè êîíöåíòðàö³¿ Cloisite 30B 2 ìàñ. % ó ñèñòåìàõ íà îñíîâ³ ÏÖ/ÏÒÌÃ-1000 (60/40) îñíîâíèé äèôðàêö³éíèé ìàêñèìóì íàïîâíþâà÷à â³äñóòí³é, ùî ñâ³ä÷èòü ïðî ïîâíå éîãî ðîçøàðóâàííÿ, íà â³äì³íó â³ä êîìïîçèòó íà îñíîâ³ ã³áðèäíî¿ ñ³òêè ÏÖ/ÏÒÌÃ-1000 (90/10). Öåé ôàêò ìîæíà ïîÿñíèòè çðîñòàííÿì ðóõëèâîñò³ ôðàãìåíò³â ã³áðèäíî¿ ñ³òêè ïðè çá³ëüøåíí³ âì³ñòó ïîë³åòåðó, ùî, ó ñâîþ ÷åðãó, ñïðèÿº ³íòåðêàëÿö³¿ ïîë³ìåðíèõ ëàíöþã³â äî ÌÌÒ ³ çðîñòàííþ â³äñòàí³ ì³æ øàðàìè íàïîâíþâà÷à, äî ïîâíîãî éîãî ðîçøàðóâàííÿ.

Âïëèâ íàïîâíþâà÷à íà ïîëîæåííÿ òåìïåðàòóðè ñêëóâàííÿ â ã³áðèäíèõ ÏÖ/ÏÒÌà ñ³òêàõ ïðåäñòàâëåíî â òàáëèö³ 6.

Òàáëèöÿ 6. Õàðàêòåðèñòèêè ñêëóâàííÿ â íàïîâíåíèõ ñèñòåìàõ ÏÖ/ÏÒÌÃ-1000 (90/10)

ÌÌÒ, ìàñ. %

Tñ', °Ñ

Tñ, °Ñ

Tñ", °Ñ

Tñ, °Ñ

Cp, Äæ/ã•ãðàä

0

167

192

215

48

0,28

1

164

193

206

42

0,22

2

137

165

180

43

0,28

3

161

185

197

36

0,22

4

173

199

212

37

0,18

5

153

190

207

54

0,24

Ïðèì³òêà. Tñ', Tñ, Tñ" - â³äïîâ³äíî, òåìïåðàòóðè ïî÷àòêó, ìàêñèìóìó, ³ çàâåðøåííÿ ïåðåõîäó

Çà äàíèìè ÄÑÊ òåìïåðàòóðà ñêëóâàííÿ íåíàïîâíåíî¿ ñèñòåìè ÏÖ/ÏÒÌÃ-1000 (90/10), ñòàíîâèëà áëèçüêî 192°Ñ. ßê âèäíî ç òàáëèö³, äîäàâàííÿ 1 ìàñ. % ìîäèô³êîâàíîãî ÌÌÒ ïðàêòè÷íî íå âïëèâຠíà âåëè÷èíó Òñ. Çðîñòàííÿ âì³ñòó íàïîâíþâà÷à äî 2 ìàñ. % âèêëèêຠð³çêå çíèæåííÿ òåìïåðàòóðè ñêëóâàííÿ äî 165°Ñ.

Ïîäàëüøå çá³ëüøåííÿ âì³ñòó ÌÌÒ äî 3 - 5 ìàñ. % çóìîâëþº ïîñòóïîâèé çñóâ ðåëàêñàö³éíîãî ïåðåõîäó â îáëàñòü âèùèõ òåìïåðàòóð äî ð³âíÿ ïàðàìåòð³â íåíàïîâíåíî¿ ã³áðèäíî¿ ñ³òêè ÏÖ/ÏÒÌÃ-1000 (90/10). Íàéâèùå çíà÷åííÿ Òñ ñïîñòåð³ãàëè äëÿ êîìïîçèò³â, ùî ìÿñòÿòü 4 ìàñ. % íàïîâíþâà÷à.

Àíàëîã³÷íó çàëåæí³ñòü Òñ â³ä âì³ñòó íàïîâíþâà÷à òàêîæ âèÿâèëè çà äîïîìîãîþ ÄÌÒÀ, îäíàê, ïðè öüîìó, ð³çíèöÿ ì³æ çíà÷åííÿìè òåìïåðàòóð ñêëóâàííÿ ã³áðèäíî¿ ñ³òêè ³ êîìïîçèò³â íà ¿¿ îñíîâ³ áóëà ìåíøîþ. Íàéíèæ÷ó Òñ ìàëà ñèñòåìà ç âì³ñòîì ÌÌÒ 2 ìàñ. % (202°Ñ ïîð³âíÿíî ç 210°Ñ äëÿ âèõ³äíîãî ã³áðèäó ÏÖ/ÏÒÌÃ-1000). Òàêèé âïëèâ âì³ñòó ÌÌÒ íà òåìïåðàòóðó ñêëóâàííÿ êîìïîçèò³â, ³ìîâ³ðíî, ïîâ'ÿçàíà ç îäíî÷àñíèì âïëèâîì äâîõ ôàêòîð³â: çíèæåííÿ Òñ âíàñë³äîê çðîñòàííÿ äåôåêòíîñò³ õ³ì³÷íî¿ ñòðóêòóðè ÏÖ ñ³òêè ó ïðèñóòíîñò³ ìàëî¿ ê³ëüêîñò³ àí³çîòðîïíèõ ÷àñòèíîê íàïîâíþâà÷à âíàñë³äîê ïðîñòîðîâèõ óñêëàäíåíü, ÿê³ ïåðåøêîäæàþòü ïîâí³é êîíâåðñ³¿ ö³àíàòíèõ ãðóï. Çðîñòàííÿ òåìïåðàòóðè ñêëóâàííÿ ïðè çá³ëüøåíí³ âì³ñòó ÌÌÒ º ïðîÿâîì ïîñèëþþ÷îãî åôåêòó àëþìîñèë³êàòó, ÿêèé ïî÷èíຠïåðåâèùóâàòè íåãàòèâíèé âïëèâ äåôåêò³â ó ñòðóêòóð³ ïîë³ìåðíî¿ ìàòðèö³.

Âïëèâ íàïîâíþâà÷à íà ñåãìåíòàëüíó ðóõëèâ³ñòü â ã³áðèäíèõ ñ³òêàõ ÏÖ/ÏÒÌà (90/10) äîñë³äæóâàëè çà äîïîìîãîþ ìåòîäó ÑØÌÄ. Ââåäåííÿ íàïîâíþâà÷à íå çì³íþº êîíòóð ñïåêòð³â øâèäêîñò³ ìàëèõ äåôîðìàö³é ³ íà êðèâèõ 3 ³ 4, ùî â³äïîâ³äàþòü âì³ñòó ÌÌÒ 2 ³ 5 ìàñ. %, ìîæíà âèä³ëèòè 3 îáëàñò³ ðåëàêñàö³¿, õàðàêòåðí³ äëÿ íåíàïîâíåíîãî ã³áðèäó, îäíàê ¿õ ³íòåíñèâí³ñòü º ñóòòºâî íèæ÷îþ, ó ïîð³âíÿíí³ ç íåíàïîâíåíèì ÏÖ/ÏÒÌà (90/10). Òàêå çíèæåííÿ øâèäêîñò³ äåôîðìàö³¿ ó íàïîâíåíèõ ïîë³ìåðíèõ ñèñòåìàõ ïîâ'ÿçàíå ç³ çìåíøåííÿì îá'ºìó ïîë³ìåðíî¿ ìàòðèö³, òîáòî çìåíøåííÿì ÷èñëà ì³ñöü, äå ìîæóòü â³äáóâàòèñÿ çñóâí³ ïåðåì³ùåííÿ. Òàêèì ÷èíîì, íèæ÷à ³íòåíñèâí³ñòü ñïåêòðó øâèäêîñò³ ìàëèõ äåôîðìàö³é êîìïîçèòó ç ìåíøèì âì³ñòîì ÌÌÒ (2 ìàñ. %) ìîæå áóòè íåïðÿìèì äîêàçîì âèùîãî ñòóïåíÿ åêñôîë³àö³¿, çàâäÿêè ÷îìó ÷àñòêà îá'ºìó, ÿêèé çàéìຠíàïîâíþâà÷, äîäàòêîâî çðîñòຠó ïîð³âíÿíí³ ç êîìïîçèòîì, ùî ì³ñòèòü 5 ìàñ. % ÌÌÒ. Ñë³ä òàêîæ â³äçíà÷èòè, ùî êîìïîçèòè ç 2 ìàñ. % ÌÌÒ õàðàêòåðèçóþòüñÿ âèùîþ ñò³éê³ñòþ äî ïîâçó÷îñò³ - ñòð³ìêå çðîñòàííÿ øâèäêîñò³ äåôîðìàö³¿ ïî÷èíàºòüñÿ ïðè 240°Ñ, íåäàëåêî â³ä îñíîâíîãî ðåëàêñàö³éíîãî ïåðåõîäó ³íäèâ³äóàëüíîãî ÏÖ.

Ïðåäñòàâëåíî òåìïåðàòóðí³ çàëåæíîñò³ ìîäóëÿ ïðóæíîñò³ äëÿ ÏÖ, ã³áðèäíî¿ ñ³òêè ÏÖ/ÏÒÌÃ-1000 (90/10) ³ êîìïîçèò³â íà ¿¿ îñíîâ³ ç âì³ñòîì ÌÌÒ 2 ³ 5 ìàñ. %, à òàêîæ íàâåäåíî òåìïåðàòóðí³ çàëåæíîñò³ "â³äíîñíèõ" ìîäóë³â ïðóæíîñò³ íàíîêîìïîçèò³â - âåëè÷èíè En/E0, ðîçðàõîâàí³ ÿê â³äíîøåííÿ ìîäóëÿ ïðóæíîñò³ â³äïîâ³äíîãî íàíîêîìïîçèòó (En) äî âåëè÷èíè E0, ùî õàðàêòåðèçóº ìîäóëü ïðóæíîñò³ âèõ³äíî¿ ã³áðèäíî¿ ñ³òêè ÏÖ/ÏÒÌÃ-1000 (90/10). Ââåäåííÿ ãíó÷êîëàíöþãîâîãî êîìïîíåíòà äî ÏÖ ïðèçâîäèòü äî çíèæåííÿ Å â óñüîìó ³íòåðâàë³ òåìïåðàòóð ïîð³âíÿíî ç âèõ³äíèì ïîë³ö³àíóðàòîì.  êîìïîçèòàõ ç ÌÌÒ, ñïîñòåð³ãàºòüñÿ ñóòòºâå çðîñòàííÿ ìîäóëÿ, ïîð³âíÿíî ç íåíàïîâíåíîþ ã³áðèäíîþ ñ³òêîþ ÏÖ/ÏÒÌÃ-1000, ïðè ÷îìó õàðàêòåð çì³í çàëåæèòü â³ä òåìïåðàòóðíî¿ îáëàñò³ ³ âì³ñòó íàïîâíþâà÷à.  îáëàñò³ íèçüêèõ ³ ñåðåäí³õ òåìïåðàòóð (20 - 120°Ñ) ìîäóëü êîìïîçèò³â º ìàéæå âäâ³÷³ âèùèì â³ä ð³âíÿ íåíàïîâíåíîãî ã³áðèäó ³ íàáëèæàºòüñÿ äî çíà÷åííÿ ìîäóëÿ ïðóæíîñò³ ³íäèâ³äóàëüíîãî ÏÖ. Òîä³ ÿê ïðè âèñîêèõ òåìïåðàòóðàõ (200 - 250°Ñ), ïðèñóòí³ñòü ÌÌÒ çàáåçïå÷óº ñòð³ìêå çðîñòàííÿ ìîäóëÿ ïðóæíîñò³ ó ïîð³âíÿíí³ ç íåíàïîâíåíèì ã³áðèäîì (íàïðèêëàä, ó 5 - 8 ðàç³â äëÿ êîìïîçèòó ç 2 ìàñ. % ÌÌÒ). Ñë³ä â³äçíà÷èòè, ùî á³ëüøèé âì³ñò ÌÌÒ (5 ìàñ. %) ìຠìåíøèé åôåêò, ùî âî÷åâèäü ïîâ'ÿçàíî ç íåð³âíîì³ðíèì ðîçïîä³ëîì íàïîâíþâà÷à â ïîë³ìåðí³é ìàòðèö³.

Îòæå, ââåäåííÿ äî ã³áðèäíèõ ÏÖ/ÏÒÌÃ-ñ³òîê ì³íåðàëüíîãî øàðóâàòîãî íàïîâíþâà÷à äîçâîëÿº ï³äâèùèòè ìåõàí³÷í³ âëàñòèâîñò³ (ìîäóëü ïðóæíîñò³) òàêèõ ìàòåð³àë³â ïðè îäíî÷àñíîìó çáåðåæåíí³ ïåâíî¿ åëàñòè÷íîñò³ ïîë³ìåðíî¿ ìàòðèö³, ùî çàáåçïå÷óºòüñÿ ïðèñóòí³ñòþ ãíó÷êîëàíöþãîâîãî ïîë³åòåðíîãî êîìïîíåíòà.

Âèñíîâêè

Ðîçðîáêà îïòèìàëüíèõ ìåòîä³â ìîäèô³êàö³¿ ïîë³ìåð³â ³ç çàñòîñóâàííÿì ìîäèô³êàòîð³â ð³çíî¿ ïðèðîäè ³ ñïðÿìîâàíîñò³ 䳿, ùî ìîæóòü áóòè âèêîðèñòàí³ äëÿ ðåãóëþâàííÿ âëàñòèâîñòåé ïîë³ìåðíèõ êîìïîçèò³â, º àêòóàëüíîþ ïðîáëåìîþ ðîçâèòêó õ³ì³¿ âèñîêîìîëåêóëÿðíèõ ñïîëóê, âèð³øåííÿ ÿêî¿ ñïðÿìîâàíå íà çàáåçïå÷åííÿ çðîñòàþ÷èõ âèìîã âèñîêîòåõíîëîã³÷íèõ ãàëóçåé ïðîìèñëîâîñò³. ³äïîâ³äíî äî ïîñòàâëåíî¿ ìåòè, â ðîáîò³ áóëè ñèíòåçîâàí³ ïîë³ìåðí³ êîìïîçèòè íà îñíîâ³ òåðìîñò³éêîãî ïîë³ö³àíóðàòó ç âèêîðèñòàííÿì äâîõ òèï³â êîìïîíåíò³â-ìîäèô³êàòîð³â - ã³äðîêñèëâì³ñíîãî ë³í³éíîãî ïîë³åòåðó ð³çíî¿ ìîëåêóëÿðíî¿ ìàñè, à òàêîæ ì³íåðàëüíîãî íàïîâíþâà÷à ìîíòìîðèëîí³òó. Ïðîâåäåííÿ êîìïëåêñíîãî äîñë³äæåíííÿ îäåðæàíèõ ïîë³ìåðíèõ êîìïîçèò³â äîçâîëèëî çðîáèòè òàê³ âèñíîâêè:

1. Âïåðøå ïîêàçàíî, ùî îòðèìàí³ ã³áðèäí³ ïîë³ö³àíóðàòâì³ñí³ ñ³òêè, óòâîðåí³ çà ðàõóíîê âáóäîâóâàííÿ ïîë³åòåðó ó ïðîñòîðîâó ñ³òêó ïîë³ö³àíóðàòó, õàðàêòåðèçóþòüñÿ íàíîãåòåðîãåíí³ñòþ, ÿêà ïîâ'ÿçàíà ç ³ñíóâàííÿì ó õ³ì³÷í³é ñòðóêòóð³ ïîë³ö³àíóðàòíèõ ñ³òîê äîìåí³â ðîçì³ðîì á³ëüøå 20 Å ç ð³çíèì ñòóïåíåì êîíâåðñ³¿ ö³àíàòíèõ ãðóï ó æîðñòê³ òðèàçèíîâ³ öèêëè.

2. Äîâåäåíî, ùî âèíèêíåííÿ äîäàòêîâèõ òåìïåðàòóðíèõ ïåðåõîä³â â ã³áðèäíèõ ïîë³ö³àíóðàòàõ, ìîäèô³êîâàíèõ ïîë³òåòðàìåòèëåíãë³êîëåì, ìຠïîçèòèâíèé âïëèâ íà ìåõàí³÷í³ âëàñòèâîñò³ ê³íöåâèõ ìàòåð³àë³â, ðîçøèðþþ÷è òåìïåðàòóðíèé ³íòåðâàë ¿õ çàñòîñóâàííÿ.

3. Âïåðøå ñèíòåçîâàíî ïîë³ìåðí³ íàíîêîìïîçèòè íà îñíîâ³ ìîíòìîðèëîí³òó ³ ìîäèô³êîâàíîãî ïîë³ö³àíóðàòó. Ïîêàçàíî, ùî íàïîâíþâà÷ çàâäÿêè íàÿâíîñò³ ó éîãî õ³ì³÷í³é ñòðóêòóð³ êàò³îí³â ìåòàë³â ñïðèÿº ñêîðî÷åííþ ³íäóêö³éíîãî ïåð³îäó ³ ïðèñêîðåííþ êîíâåðñ³¿ ö³àíàòíèõ ãðóï, ùî ìîæå äîçâîëèòè â³äìîâèòèñü â³ä çàñòîñóâàííÿ òðàäèö³éíèõ êàòàë³çàòîð³â ïðè ñèíòåç³ òàêèõ íàíîêîìïîçèò³â.

4. Äîñë³äæåíî âïëèâ ìîíòìîðèëîí³òó íà ñòðóêòóðó ³ âëàñòèâîñò³ ³íäèâ³äóàëüíîãî ïîë³ö³àíóðàòó ³ ã³áðèäíèõ ïîë³ö³àíóðàòâì³ñíèõ íàíîêîìïîçèò³â. Âïåðøå ïîêàçàíî, ùî ââåäåííÿ ìîíòìîðèëîí³òó äîçâîëÿº çáåðåãòè ì³êðîïëàñòè÷í³ñòü ïîë³ìåðíî¿ ìàòðèö³ ó çâè÷àéíèõ óìîâàõ ³ íàäàòè òàêèì ìàòåð³àëàì ñò³éêîñò³ äî ïîâçó÷îñò³ ïðè çðîñòàíí³ òåìïåðàòóð åêñïëóàòàö³¿.

5. Âïåðøå ïîêàçàíî, ùî íàíîêîìïîçèòè íà îñíîâ³ ìîíòìîðèëîí³òó ³ ãîìî- àáî ã³áðèäíèõ ïîë³ö³àíóðàòíèõ ñ³òîê õàðàêòåðèçóþòüñÿ çðîñòàííÿì ìîäóëÿ ïðóæíîñò³ â øèðîêîìó ³íòåðâàë³ òåìïåðàòóð åêñïëóàòàö³¿ ïîð³âíÿíî ç â³äïîâ³äíèì ïîêàçíèêîì äëÿ íåíàïîâíåíî¿ ìàòðèö³.

Ñïèñîê îïóáë³êîâàíèõ ïðàöü çà òåìîþ äèñåðòàö³¿

1. Structural/compositional nanoheterogeneity and glass transition plurality in amorphous polycyanurate-poly(tetramethylene glycol) hybrid networks / V.A. Bershtein, L. David, V.M. Egorov, A.M. Fainleib, O.P. Grigorieva, I. Bey, P.N. Yakushev // J. Polym. Sci. Part B : Polym. Phys. - 2005. - V. 43. - P. 3261 - 3272.

2. Ôàéíëåéá Î.Ì. Âïëèâ ìîíòìîðèëîí³òó íà ê³íåòèêó òâåðäíåííÿ äèö³àíîâîãî åñòåðó á³ñôåíîëó À / Î.Ì. Ôàéíëåéá, Áåé // Äîïîâ³ä³ ÍÀÍ Óêðà¿íè. - 2006, ¹ 7. - C. 157 - 161.

3. Ôàéíëåéá Î.Ì. Íàíîêîìïîçèòè íà îñíîâ³ ïîë³ö³àíóðàòó ³ ìîíòìîðèëîí³òó: ñèíòåç ³ ñòðóêòóðà / Î.Ì. Ôàéíëåéá, Â. ². Øòîìïåëü, ².Ì. Áåé // Âîïðîñû õèìèè è õèìè÷åñêîé òåõíîëîãèè. - 2006, ¹ 4. - C. 92 - 97.

4. Structure-property relationships in brittle polymer networks modified by flexible cross-links / S. Kripotou, P. Pissis, E. Kontou, A. Fainleib, O. Grygoryeva, I. Bey // Materials Science (Poland). - 2006. - V. 24, No. 2/2. - P. 477 - 492.

5. Structure and dynamic/compositional heterogeneity in amorphous polycyanurate-poly(tetramethylene glycol) hybrid networks / V.A. Bershtein, V.M. Egorov, P.N. Yakushev, L. David, A.M. Fainleib, O.P. Grigoryeva, I. Bei, P. Pissis // J. Macromol. Sci., Part. B., Polym.Phys. - 2007. - V. 46. - P. 207 - 230.

6. Polycyanurate-organically modified montmorillonite nanocomposites: structure-dynamics-properties relationships / V.A. Bershtein, A.M. Fainleib, P. Pissis, I.M. Bey, F. Dalmas, L.M. Egorova, Yu.P. Gomza, S. Kripotou, P. Maroulas, P.N. Yakushev // J. Macromol. Sci., Part. B., Polym.Phys. - 2008. - V. 47. - P. 555 - 575.

7. Synthesis and characterization of polycyanurate/montmorillonite nanocomposites / G. Anthoulis, E. Kontou, A. Fainleib, I. Bey, Yu. Gomza // J. Polym. Sci. Part B : Polym. Phys. - 2008. - V. 46. - P. 1036 - 1049.

8. Synthesis of nanoscaled polycyanurates. Kinetics - conversion - structure - properties relationships / A. Fainleib, V. Bershtein, L. David, I. Bey, O. Grigoryeva // 3rd Int. Conf. on Materials for Advanced technologies ICMAT 2005. July 3 - 7, 2005, Singapore : abstracts, symposium U, 2005. - P.12.

9. Effect of montmorillonite on structure-properties relationships for polycyanurate based nanocomposites / A. Fainleib, I. Bei, Yu. Gomza, P. Maroulas, S. Kripotou, P. Pissis, V. Bershtein, P. Yakushev // 15th World Forum on Advanced Materials "Polychar-15", April 16 - 20, 2007, Brazil, Buzios - Rio-de-janeiro : book of abstracts. - Rio-de-janeiro, 2007, - P. 64.

10. Effects of MMT dispersion in PCN/PTMG matrices / P. Maroulas, S. Kripotou, P. Pissis, A. Fainleib, I. Bei, V. Bershtein, Yu. Gomza // 6th Int. Symp. on Advanced Composites, COMP07, May 16 - 18, 2007, Greece, Corfu : proceedings. - Corfu, 2007. - P. 1 - 10.


Ïîäîáíûå äîêóìåíòû

  • Åëåêòðîïðîâ³äí³ ïîë³ìåðè, ¿õ âëàñòèâîñò³. Ñèíòåç ôóíêö³îíàëüíèõ ïë³âîê ïîë³ àí³ë³íó. Åëåêòðîêàòàë³òè÷í³ âëàñòèâîñò³ ìåòàëîíàïîâíåíèõ ïîë³ìåðíèõ êîìïîçèò³â. Åëåêòðîõ³ì³÷íèé ñèíòåç ôóíê³îíàë³çîâàíî¿ ïîë³àí³ë³íîâî¿ ïë³âêè, âëàñòèâîñò³ îäåðæàíèõ êîìïîçèò³â.

    äèïëîìíàÿ ðàáîòà [4,1 M], äîáàâëåí 26.07.2014

  • Ìåòîäè ñèíòåçó ïîë³àí³ë³íó, õàðàêòåðèñòèêà éîãî ô³çèêî-õ³ì³÷íèõ òà àäñîðáö³éíèõ âëàñòèâîñòåé, ñïîñîáè âèêîðèñòàííÿ â ÿêîñò³ àäñîðáåíòó. Åëåêòðîõ³ì³÷íå îêèñëåííÿ àí³ë³íó. Ôåðìåíòàòèâíèé ñèíòåç ç âèêîðèñòàííÿì ïîë³ñóëüôîêèñëîò â ïðèñóòíîñò³ ëàêêàçè.

    êóðñîâàÿ ðàáîòà [810,7 K], äîáàâëåí 06.11.2014

  • Ïîíÿòòÿ àðîìàòè÷íèõ âóãëåâîäíèõ ñïîëóê (àðåí³â), ¿õ âëàñòèâîñò³, îñîáëèâîñò³ îäåðæàííÿ ³ âèêîðèñòàííÿ. Áóäîâà ìîëåêóëè áåíçåíó, ¿¿ êëàñèô³êàö³ÿ, íîìåíêëàòóðà, ô³çè÷í³ òà õ³ì³÷í³ âëàñòèâîñò³. Âïëèâ çàì³ñíèê³â íà ðåàêö³éíó çäàòí³ñòü àðîìàòè÷íèõ âóãëåâîäí³â.

    ðåôåðàò [849,2 K], äîáàâëåí 19.11.2009

  • Âçàºìîä³ÿ 1,2-äèçàì³ùåíèõ ³ì³äàçîë³â ç ìîíî-, äè- òà òðèãàëîãåíîôîñô³íàìè. Âïëèâ çàì³ñíèêà ó ïîëîæåíí³ 2 ³ì³äàçîëó íà ëåãê³ñòü ôîñôîðèëþâàííÿ. Ñèíòåç òà õ³ì³÷í³ âëàñòèâîñò³ 4-ôîñôîðèëüîâàíèõ 1,2-çàì³ùåíèõ ³ì³äàçîë³â. Ìîëåêóëÿðíà ñòðóêòóðà ñïîëóêè 23à.

    àâòîðåôåðàò [339,0 K], äîáàâëåí 25.07.2015

  • Âèçíà÷åííÿ ïëàñòè÷íèõ ìàñ, ¿õ ñêëàä, âèêîðèñòàííÿ, êëàñèô³êàö³ÿ, õ³ì³÷í³ òà ô³çè÷í³ âëàñòèâîñò³ ðå÷îâèíè. Âïëèâ îñíîâíèõ êîìïîíåíò³â íà âëàñòèâîñò³ ïëàñòìàñ. ³äíîøåííÿ ïëàñòìàñ äî çì³íè òåìïåðàòóðè. Õàðàêòåðí³ îçíàêè äåÿêèõ âèä³â ïëàñòìàñ ó âèðîáàõ.

    êîíòðîëüíàÿ ðàáîòà [20,1 K], äîáàâëåí 15.10.2012

  • Çíà÷åííÿ àì³íîêèñëîò â îðãàí³÷íîìó ñâ³ò³. ²çîìåð³ÿ. Íîìåíêëàòóðà. Øëÿõè îòðèìàííÿ àì³íîêèñëîò. Ô³çè÷í³ âëàñòèâîñò³. Õ³ì³÷í³ âëàñòèâîñò³. Á³îñèíòåç àì³íîêèñëîò. Ñèíòåç íåçàì³ííèõ àì³íîêèñëîò. Á³ëêîâ³ ðå÷îâèíè êë³òèíè: ñòðóêòóðí³ á³ëêè, ôåðìåíòè, ãîðìîíè.

    ðåôåðàò [20,0 K], äîáàâëåí 25.03.2007

  • Ïîíÿòòÿ êàðáîíîâèõ êèñëîò ÿê îðãàí³÷íèõ ñïîëóê, ùî ì³ñòÿòü îäíó àáî äåê³ëüêà êàðáîêñèëüíèõ ãðóï COOH. Íîìåíêëàòóðà êàðáîíîâèõ êèñëîò. Âçàºìíèé âïëèâ àòîì³â ó ìîëåêóë³. ²çîìåð³ÿ êàðáîíîâèõ êèñëîò, ¿õ ãðóïè òà âèäè. Ô³çè÷í³ âëàñòèâîñò³ òà çàñòîñóâàííÿ.

    ïðåçåíòàöèÿ [1,0 M], äîáàâëåí 30.03.2014

  • Çàãàëüí³ âëàñòèâîñò³ òà ³ñòîð³ÿ â³äêðèòòÿ íàòð³é ò³îñóëüôàòó. Éîãî õ³ì³÷í³ âëàñòèâîñò³ ³ âçàºìîä³ÿ ç êèñëîòàìè. Óòâîðåííÿ êîìïëåêñ³â ò³îñóëüôàò³â. Çàãàëüí³ îñíîâè îäåðæàííÿ íàòð³é ò³îñóëüôàòó ñóëüô³òíèì, ïîë³ ñóëüô³äíèì òà ìèø'ÿêîâî-ñîäîâèì ìåòîäàìè.

    êóðñîâàÿ ðàáîòà [72,1 K], äîáàâëåí 04.05.2015

  • Ñèíòåç åëåêòðîïðîâ³äíèõ ïîë³ìåð³â. Îñíîâí³ ôîðìè ïîë³àí³ë³íó. Ñèíòåç íàíî÷àñòèíîê çîëîòà. Åëåêòðîêàòàë³òè÷í³ âëàñòèâîñò³ ìåòàëîíàïîâíåíèõ ïîë³ìåðíèõ êîìïîçèò³â. Îêèñíåííÿ ïîïåðåäíüî â³äíîâëåíî¿ äî ëåéêîåìåðàëüäèíîâî¿ ôîðìè ôóíêö³îíàë³çîâàíî¿ Ïàí ïë³âêè.

    äèïëîìíàÿ ðàáîòà [3,2 M], äîáàâëåí 09.07.2014

  • Ñòàö³îíàðí³ òà íåñòàö³îíàðí³ äæåðåëà íàäõîäæåííÿ êàäì³þ â àòìîñôåðó. Âïëèâ ðîç÷èííî¿ ñîë³ êàäì³þ íà ð³ñò ³ ðîçâèòîê îçèìî¿ ïøåíèö³. Âïëèâ ìåòàëó íà äèõàëüíó ñèñòåìó òà ñòðóêòóðó ê³ñòêîâî¿ òêàíèíè ëþäèíè. Ãåïàòîòîêñè÷í³ñòü íàéòîêñè÷í³øîãî âàæêîãî ìåòàëó.

    êóðñîâàÿ ðàáîòà [5,7 M], äîáàâëåí 31.03.2013

Ðàáîòû â àðõèâàõ êðàñèâî îôîðìëåíû ñîãëàñíî òðåáîâàíèÿì ÂÓÇîâ è ñîäåðæàò ðèñóíêè, äèàãðàììû, ôîðìóëû è ò.ä.
PPT, PPTX è PDF-ôàéëû ïðåäñòàâëåíû òîëüêî â àðõèâàõ.
Ðåêîìåíäóåì ñêà÷àòü ðàáîòó.