ТЕМПЕРАТУРА ТЕКУЧЕСТИ ПОЛИМЕРНЫХ НАНОКОМПОЗИТОВ

Проведено теоретическое исследование температуры текучести Tf полимерных нанокомпозитов. Учитывается химическое строение полимера и наночастиц, межмолекулярное взаимодействие между полимером и наночастицей при модификации поверхности полярными группам, ван-дер-ваальсов объем и молекулярный вес полимера, концентрация и форма наночастиц. Приведены зависимости Tf от радиуса наночастиц, их концентрации и числа полярных групп на их поверхности. Расчетная схема компьютеризованна.

Ключевые слова: нанокомпозиты, наночастицы, температура текучести, ван-дер-ваальсов объем, межмолекулярное взаимодействие.

В настоящее время большое внимание уделяется получению композиционных полимерных материалов, содержащих наночастицы различного строения. Наиболее детальный анализ влияния наночастиц на физические свойства нанокомпозитов имеется в обзоре [1]. В цитируемой работе рассматриваются структурные аспекты нанокомпозитов, их термические и механические свойства. Однако задача предсказания свойств нанокомпозитов с учетом химического строения полимерной матрицы и наночастиц в явном виде еще не ставилась. В данной  работе поставлена задача разработки  такой расчетной  схемы, которая позволяла бы оценивать температуру текучести нанокомпозитов на основе химического строения и молекулярного веса полимера, формы и концентрации наночастиц, а также химического строения полярных групп, привитых к их поверхности с целью ее модификации.

Если наночастицы содержат определенное число полярных групп на их поверхности, то появляется дополнительное межмолекулярное взаимодействие между полимером и наполнителем. Это обстоятельство должно быть принято во внимание введением дополнительного члена в уравнение для расчета температуры стеклования Tg, которая в дальнейшем нам понадобится для оценки температуры текучести Tf. Для линейных полимеров используем следующее уравнение [2-8]: