09 марта 2016г.
Влияние введенных в полимерную матрицу твердых наночастиц на температуру стеклования нанокомпозитов рассматривается с учетом следующих факторов:
а) химического строения полимера;
б) химического строения наночастиц и строения их поверхности в случае модификации; в) концентрации наночастиц и их формы (сферические, пластины, цилиндры);
г) концентрации (количества) функциональных групп на поверхности наночастицы; д) энергии межмолекулярного взаимодействия между полимером и наночастицей;
е) возможности химического взаимодействия между полимером и поверхностью наночастицы.
Принцип расчета температуры стеклования линейных и сетчатых полимеров, а также смесей изложен в монографиях [1-4]. Если наночастицы содержат определенное количество полярных групп на поверхности вследствие ее модификации, появляется дополнительное межмолекулярное взаимодействие. Это принимается во внимание путем введения дополнительного члена в уравнение для расчета температуры стеклования полимеров Tg. В случае линейных полимеров результирующее уравнение выглядит так:
На Рисунке
2 показана зависимость
температуры стеклования от концентрации
наночастиц при различном количестве
полярных групп на поверхности одной наночастицы. Чем выше концентрация наночастиц и чем больше полярных
групп находится на их поверхности, тем выше температура стеклования.
В случае, когда поверхность наночастиц не модифицирована и полярные группы
отсутствуют, зависимость температуры стеклования от молярной
доли наночастиц αm,np описывается соотношением [1-3], если
наночастицы распределены равномерно в полимерной матрице:
Список литературы
1.
Askadskii A.A. Computational
Materials Science of Polymers.
Cambridge. Cambridge International Science Publishing. 2003.
2.
Аскадский А.А., Кондращенко В.И. Компьютерное материаловедение полимеров. Т. 1. Атомно- молекулярный уровень. Москва.
«Научный Мир». 1999.
3.
Аскадский А.А., Матвеев Ю.И. Химическое строение и физические свойства полимеров. Москва. Изд-во «Химия». 1983.
4.
Askadskii A.A. Physical Properties of Polymers,
Prediction and Control.
Amsterdam. Gordon and Breach Publishers. 1996.
5.
Yudin
V.E., Svetlichnyi V.M., Gubanova G.N., Didenko A.L., Sukhanova T.E., Kudryavtsev V.V., Ratner S., and Marom G. / Semicrystalline Polyimide Matrices for Composites: Crystallization and Properties
// J. Appl. Polym. Sci., 83, 2873 (2002).
6.
Yudin Vladimir E., Svetlichnyi Valentine M., Shumakov Alexander N., Schechter
Rinat, Harel Hannah,
Marom Gad / Morphology and mechanical properties of carbon
fiber reinforced composites based on semicrystalline polyimides modified
by carbon nanofibers // Composites: Part A 39 (2008) 85–90.
