Добірка наукової літератури з теми "Структура полімеру"

Білошенко В. О., Бейгельзимер Я. Ю., Возняк Ю. В., Чишко В. В. Модифікація полімерних матеріалів інтенсивною пластичною деформацією // Обробка матеріалів тиском. – 2019. – № 1 (48). – С. 94–103. Узагальнено результати досліджень та проведено аналіз впливу інтенсивної пластичної деформації, яка реалізується методами крутіння під високим тиском, рівноканальної кутової і багатокутової екструзії, Т-образної рівноканальної екструзії, гвинтової та плоскої гвинтової екструзії, на структуру і фізико-механічні властивості полімерних матеріалів різної архітектури. Показана ефективність застосування методів обробки, заснованих на використанні деформації простим зсувом, для модифікації структури полімерів і полімерних композитів. Інтенсивна пластична деформація дозволяє сформувати орієнтацію в блокових зразках полімерів, яка обумовлює унікальний комплекс властивостей. Зокрема, рівноканальна багатокутова екструзія допускає в склоподібних полімерах реалізацію структурного стану, що забезпечує підвищення їх деформаційно-міцнісних і ударних характеристик незалежно від напрямку навантаження. У разі аморфно-кристалічних полімерів призводить до багаторазового підвищення жорсткості і міцності при збереженні вихідної пластичності, «інварного ефекту», істотного поліпшення трибологічних характеристик. У полімерних композитів зміна структурних параметрів наповнювачів і полімерної матриці забезпечує додаткові можливості в управлінні їх морфологією і властивостями. Обговорюються фізичні механізми виявлених ефектів структурної модифікації

Проведено огляд експериментальних та теоретичних досліджень процесів пороутворення в процесі одержання газонаповнених полімерних матеріалів. Експериментальні дослідження багатьох авторів показали залежності динаміки зростаня, морфології та структури пухирів у розплавах полімерів, з яких утворюються пори в процесі створення газонаповнених матеріалів. Встановлено, що їх зростання у розплаві полімерів за постійної температури може тривати практично необмежено, що дозволяє ругулювати розміри пор за рахунок зміни часу їх створення. Визначено, що розміри пухирів у розплавах полімерів збільшуються за підвищення температури розплаву і форми, концентрації порофору та зменщується із збільшенням тиску й в’язкості розплаву. У теоретичних дослідженнях розглянуто основні теорії, що дозволяють моделювати й оптимізувати процеси утворення пор і структуру газонаповнених полімерних матеріалів, а також їх властивості, у тому числі, коефіцієнт теплопровідності й густину. Для аналізу поведінки газових пухирів, а саме, зміну радіусу пор і тиску всередині пухиря в якості оптимальної системи координат вибрали циліндричну, при цьому зв'язок між компонентами тензора напружень і компонентами тензора швидкостей деформацій (реологічні рівняння стану), залежно від реологічних властивостей матеріалів, описувався різними моделями (Де Вітта, Максвелла). Побудовано математичну модель динамічного поводження газового пухиря в полімерній матриці для двошарової схеми з метою досягнення необхідних розмірів газових пухирів.

Встановлено, що у виробництві поліетиленових труб різного технологічного призначення, наприклад для будівництва напірних водопроводів, газопроводів і т.ін., застосовують різні типи поліетиленової сировини. Наведено основні етапи розвитку поліетиленової сировини та видозміни її структури під час синтезу внаслідок використання різних методів і речовин для удосконалення її експлуатаційних властивостей. Встановлено, що трубні марки поліетилену ПЕ 32, ПЕ 63, ПЕ 80 та ПЕ 100 розроблені на основі напівкристалічного поліетилену високої густини HDPE. З'ясовано, що поліетилени трубних марок ПЕ 32, ПЕ 63, ПЕ 80 та ПЕ 100 відрізняються між собою як структурою макромолекулярних ланцюгів поліетилену, так і експлуатаційними характеристиками. Так, поліетилени ПЕ 32, ПЕ 63 та ПЕ 80 є мономодальними полімерами, тобто для них характерний один максимум на графіку молекулярно-масового розподілу їх макромолекул. Удосконалений поліетилен ПЕ 100 є бімодальним полімером, тобто має два максимуми на графіку молекулярно-масового розподілу, що свідчить, що в його структурі є макромолекули різних молекулярних мас. Це сприяє його підвищеній стійкості до руйнування, а отже, підвищеним експлуатаційним характеристикам. Наведено закордонні та вітчизняні нормативні документи, за якими виготовляють поліетиленові труби різного технологічного призначення. Проаналізовано ринок трубних марок поліетиленової сировини закордонного виробництва, оскільки власного виробництва поліетилену в Україні немає. Показано, що найбільший обсяг експорту має поліетилен ПЕ 100, який в разі великого виробництва труб дає змогу зменшити їх матеріаломісткість і, відповідно, собівартість.

На основі запропонованої моделі розроблено метод розрахунку коефіцієнта теплопровідності лінійних гнучколанцюгових полімерів. Модель грунтується на тому, що структура полімерів в конденсованому стані являє собою набір підсистем, які володіють обмеженою автономністю. Отримані результати дозволяють передбачити оптимальні умови виготовлення та експлуатації матеріалу в температурних і силових полях.

У даній статті описано синтез і властивості нових УФ-затверджених зшитих гібридних полімер-неорганічних мембран. Мембрани синтезували методом радикальної фотоініційованої кополімеризації in situ – на основі гідрофільних та гідрофобних акрилових мономерів з одночасним проведенням золь-гель процесу прекурсорів: 3-метакрилоксипропілтриметоксисилану (MAПTMС) та тетраетилортосилікату (TEOС), введених у полімеризаційну композицію допочатку гелеутворення. Склад вихідних композицій для полімерної матриці змінювали, варіюючи співвідношення гідрофільних та гідрофобних мономерів, тоді як вміст неорганічного компонента підтримували постійним. Методи FTIR, СEM використовувались для характеристики морфології та хімічної структури отриманих нових гібридних полімер-неорганічних мембран. Були виміряні основні характеристики синтезованих мембран: протонна провідність, окиснювальна стабільність, поглинання води та метанолу. Встановлено значну кореляцію між властивостями мембран та співвідношенням мономерів AMПК : AК, що дозволяє регулювати характеристики мембран. Отримані нові УФ-затверджені зшиті гібридні полімер-неорганічні матеріали можуть бути використані для розробки протонопровідних мембран паливних елементів.

Досліджено вплив обробки епоксидних композицій в електромагнітному полі на процеси структурування, формування дефектної структури та міцність епоксидних полімерів. Визначено доцільність стадії охолодження епоксидних композицій після кожної обробки в електромагнітному полі. Встановлено оптимальну кількість циклів обробки, що включає стадії електромагнітного впливу та охолодження. Оптимізовано тривалість витримки на цих етапах.

У статті наведені результати вивчення кінетичних закономірностей формування, структури, а також елек- тричних властивостей полімерних композитів на основі поліаміноаренових сполук, синтезованих окисною полі- меризацією аміноаренів (о-толуїдину або аніліну) у водних розчинах (гідрогелях) поліакрилової (ПАК) та поліме- такрилової кислот (ПМАК), методом in situ; з’ясовано нові можливості застосування таких систем. Досліджено вплив водорозчинних матриць поліакрилової або поліметакрилової кислот на кінетику окисної полімеризації аніліну, о-толуїдину. За допомогою методу ІЧ-спектроскопії вивчено будову та молекулярну структуру полімерних композитів ПАН−ПАК. На підставі вивчення електричних властивостей отриманих композитів з’ясовано, що концентраційна залежність питомої електропровідності від вмісту наповнювачів має перколяційний характер із «порогом пер- коляції», який залежить від природи полімерної матриці та поліаміноарену і становить 2,3−2,5% для композита ПоТІ−ПАК, 3−4% − для ПоТІ−ПМАК, 1,8% − для ПАН-ПАК і близько 2% − для ПАН−ПМАК. З’ясовано, що наявність іон-провідних матриць поліакрилової та поліметакрилової кислот суттєво змінює кінетику полімеризації аніліну та о-толуїдину, проте не впливає на напівпровідниковий характер електропровід- ності та оптичного поглинання, спряжених поліаміноаренів, що дозволяє використовувати утворені композити для виготовлення нових електропровідних полімерних матеріалів.

Метою даної статті є представлення результатів дослідження експлуатаційної придатності існуючого наведеного покриття аеродрому експериментальними та теоретичними методами. На основі аналізу результатів проведених досліджень було визначено, що матеріалом, який забезпечує експлуатаційні характеристики, а саме: тріщиностійкість, тривкість на розтяг, ударну в’язкість, опір стиранності – є модифікований бетон, тобто бетон з введенням добавок, які позитивно впливають на структуру і експлуатаційні властивості. В даній роботі приведені результати досліджень шару посилення, улаштованого із бетону з введенням найбільш поширених модифікаторів полімерної речовини (бетон полімер-цементний РСС – Polіmer Cement Concrete) та базальтового рубленого волокна – фібри (фібробетон базальтовий FRC – Fiber Reinforced Basalt concrete).

Роботу виконано та захищено в Інституті фізики НАН України.
Кохтич Л. M. Закономірності формування об'ємних періодичних структур полімер-наночастинки голографічним методом. - На правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.05 - оптика, лазерна фізика. - Інститут фізики НАЛ України, Київ, 2014. У дисертації представлено результати дослідження об'ємних періодичних структур полімер - НЧ різної природи, отриманих голографічним методом. В роботі вперше показана можливість отримання стабільних об'ємних структур з НЧ металу шляхом синтезу НЧ з прекурсору металу, попередньо розподіленого в полімерній матриці. Розроблені та оптимізовані органо-неорганічні нанокомпозити, чутливі в діапазоні 400-520 нм, основані на комерційних доступних акрилових мономерах, які забезпечують ефективний дифузний перерозподіл НЧ різної природи та прекурсору НЧ в полімерній матриці. Досліджені голографічні властивості отриманих нанокомпозитів та механізми впорядкування НЧ. З використанням НЧ різної природи (TiO2, SiO2, ZrO2, LaPO4, CdSe/ZnS, прекурсору НЧ Ag) отримані стабільні об'ємні структури (ґратки пропускаючого типу) з періодом 0.3 - 3 мкм і амплітудою модуляції показника заломлення 0.005 - 0.026, що в деяких випадках на порядок перевищує раніше досягнуті величини. Досліджено дифракційні, люмінесцентні та лазерні властивості періодичних структур з НЧ різних типів.
Kokhtych L.M. Regularities in formation of volume periodic structures polymer – nanoparticles by the holographic method. – Used only as a manuscript. This thesis is for obtaining the scientific degree candidate of sciences (physics and mathematics) by the specialty 01.04.05 – optics, laser physics. – Institute for Physics, NAS of Ukraine, – Kyiv, 2014. The results of study of volume periodic structures polymer – nanoparticles (NP) of different kinds fabricated by holographic method are introduced in this thesis. For the first time it was shown the possibility to obtain the stable volume structures polymer – metal NP by using the synthesis of NP from the metal precursor preliminary distributed in a polymer matrix. Based on commercially available acryl monomers organic-inorganic nanocomposites light-sensitive within the range 400 – 520 nm have been developed and optimized. These materials provide efficient diffusion redistribution of NP and NP precursor in polymer matrix. Holographic properties of the obtained nanocomposites as well as the mechanism of NP ordering have been investigated. Using of NP of various nature (TiO2, SiO2, ZrO2, LaPO4, CdSe/ZnS, precursor of Ag NP), we have obtained stable volume transmission gratings with the period 0.3 - 3 µm and the amplitude of refractive index modulation from 0.005 up to 0.026, that sometimes exceeds by one order the values reached earlier. Diffraction, luminescent and laser properties of the obtained structures were also investigated.
Кохтич Л. М. Закономерности формирования объемных периодических структур полимер-наночастицы голографическим методом. - На правах рукописи. Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.05 – оптика, лазерная физика. – Институт физики НАН Украины, Киев, 2014. В диссертации представлены результаты исследования особенностей формирования периодических структур полимер – НЧ различной природы: SiO2, LaPO4:Ce,Tb, CdSe/ZnS, TiO2, ZrO2 и Ag голографическим методом. Для достижения поставленных задач, в отличие от известных двухкомпонентных систем, включающих мономер и НЧ, была реализованная идея использования трьохкомпонентной системы, базирующейся на двух акриловых мономерах с разным количеством двойных связей (CH=CH2)m и разной реакционной способностью. Установлено, что оптимальной мономерной составляющей является смесь поли- и однофункционального мономеров. Первый должен иметь высокую скорость полимеризации и формировать трехмерную полимерную сетку, второй, с низкой скоростью полимеризации, – образовывать линейные полимерные цепи и иметь низкое термодинамическое сродство к полимерной сетке, что способствует вытеснению низкореакционного мономера и НЧ из максимумов светового поля в минимумы поля. Показано, что наиболее универсальным вариантом является мономерная смесь, которая состоит с SR444 (m=3) и IBA (m=1). Она обеспечивает эффективное пространственное перераспределение компонент для всех исследуемых НЧ. Использование других комбинаций может обеспечивать дополнительные свойства структур. Для получения высокого контраста структуры, нанокомпозит должен включать не менее 10об.% НЧ. Детально исследован механизм формирования периодических структур полимер - НЧ и усовершенствована его полимеризационно-дифузная модель. Определено влияние фазового разделения, вязкости среды, концентрации мономеров и НЧ на степень их пространственного перераспределения и, соответственно, эффективность структуры. Упорядочение НЧ в полимерной матрице происходит вследствие неоднородной полимеризации и диффузионного перераспределения компонент композита в пространственно периодическом поле. Относительная модуляция объемной концентрации НЧ достигается при концентрационном соотношении SR444:IBA 30:70вес.% составляет 85-99%. В результате, формируется объемная структура, эффективность которой определяется различием показателей преломления в облученных и необлученных областях решетки и степенью пространственного перераспределения компонент. Амплитуда модуляции показателя преломления n1 определяется также соотношением характерных времен полимеризации и диффузионного массопереноса на расстояние порядка периода поля. Максимальное n1 достигается в случае, когда диффузионный массоперенос происходит быстрее, чем формирование полимерной сетки, что определяется условиями голографической экспозиции: интенсивностью и периодом поля, которые составляют I=0.8÷9мВт/см2, Λ= 0.8÷1.2 мкм, соответственно. С использованием НЧ различной природы получены объемные периодические структуры с периодом 0.4 – 2 мкм и величиной n1 0.005 – 0.026, что существенно превышает величины, достигнутые для тех же НЧ в композитах, включающих один мономер. В работе впервые показана возможность получения стабильных объемных структур полимер - НЧ металла с высоким содержанием НЧ и низким уровнем дефектности. Формирование структур происходит в результате синтеза НЧ из металлического прекурсора, периодически распределенного в полимерной матрице. На первом этапе при фотополимеризации в интерференционном поле формируется стабильная периодическая структура (объемная решетка) полимер – металлический прекурсор. Образование НЧ металла происходит, главным образом, после голографической записи вследствие термической обработки. Фотостабильность решеток обеспечивается необратимым диффузионным разделением компонент в процессе записи. В зависимости от условий записи и используемого инициатора средний диаметр НЧ составляет 5 и 3 нм. Образование НЧ серебра подтверждено электронно-микроскопическими и спектральными исследованиями. Исследовано механизмы фото- и термостимулированного синтеза НЧ в полимерных слоях. Для структур с периодом 0.3 – 3 мкм показано, что термоиндуцированный синтез НЧ Ag обеспечивает максимальное значение n1 = 0.02, что в два раза превышает величину, полученную при фотоиндуцированном восстановлении. Предложена наиболее вероятная схема восстановления Ag+ и образования НЧ серебра в периодических структурах. Исследованы дифракционные, люминесцентные и лазерные свойства периодических структур с НЧ различных типов. На базе разработанных материалов изготовлены голографические оптические элементы 1D-2D размерности и РЗЗ-структуры. Стабильность параметров структур сохраняется не менее 8 лет. Дифракционная эффективность одномерных структур на длинах волн 440-650 нм составляет 80-99%, двумерных – 65-70%.

Метаматеріали синтезуються введенням у природній матеріал періодичних структур різних геометричних форм, які модифікують властивості початкового матеріалу. Пористий метаекран, тобто один шар газових включень в пластичну і тверду речовину, може бути змодельований у вигляді відкритого резонатора акустичної хвилі, поведінка якого описується певними аналітичними виразами. Розрахунок параметрів поздовжньої хвилі у такій структурі доволі складний. Проте не так давно була запропонована відносно проста модель для розрахунку коефіцієнтів пропускання і відбивання УЗ-хвиль від одного шару пор метаекрану, яка була нами експериментально підтверджена для ряду газонаповнених полімерних матеріалів.

У рамках кластерної моделі аморфного стану полімерів проведено дослідження впливу природи та об’ємного вмісту нанодисперсних металічних наповнювачів на параметри кластерної структури ПВХкомпозитів, де наночастинки металів (Cu, NiCr) вводили методом електричного вибуху провідника. Об’ємний вміст наповнювача варіювався в межах від 0 до 0,5 об. %. Середній розмір частинок міді становив (45±2) нм, ніхрому (NiCr) – (52±2) нм.

Дисертацію присвячено комплексному дослідженню впливу різних фізико-хімічних факторів (умови синтезу, температура відпалу, додавання полімерної складової, присутність карбонатних заміщень в структурі апатиту, вплив магнітного поля різних конфігурацій без та з іонами магнію у вихідному розчині) на кристалічну структуру та морфологію матеріалів на основі гідроксиапатиту та брушиту. Для покриттів, отриманих методом термодепозиції, встановлені оптимальні діапазони температур (від 348 до 378 К) та часу (30-60 хв) формування гідроксиапатита на поверхні титанового субстрата, а також вивчена зміна його кристалічності та морфології від зазначених параметрів. Показано, що при додаванні полімерів кристалічність гідроксиапатиту погіршується, у випадку хітозана тим сильніше, чим більша його кількість. Також зі збільшенням концентрації хітозану зростає концентрація фази β-ТКФ, що утворюється в матеріалах після відпалу при температурі від 973 К. Для вивчення впливу карбонатних заміщень різної кількості, типу та локалізації в гідроксиапатиті на його кристалічну структуру була запропонована та апробована методика термопрограмованої екстракції газової проби з хроматографічною реєстрацією. Проведені комплексні дослідження впливу постійного магнітного поля малої напруженості (~0,3 Тл) різних конфігурацій та тривалості дії на субструктуру та морфологію брушита, отриманого як у вигляді осаду в водному розчині в присутності та за відсутності магнію, так і покриття на магнієвих субстратах. Запропонована якісна модель впливу магнітного поля на структуру та морфологію брушита під час кристалізац.
Диссертация посвящена комплексному исследованию влияния различных физико-химических факторов (условия синтеза, температура отжига, добавление полимерной составляющей, присутствие карбонатных замещений в структуре апатита, влияние магнитного поля разных конфигураций без та с ионами магния в исходном растворе) на кристаллическую структуру и морфологию материалов на основе гидроксиапатита и брушита. Для покрытий, полученных методом термодепозиции, установлены оптимальные диапазоны температур (от 348 до 378 К) и времени (30-60 мин.) формирования гидроксиапатита на поверхности титанового субстрата, а также изучено изменение его кристалличности и морфологии от указанных параметров. Показано, что при добавлении полимеров кристалличность ГА ухудшается, в случае хитозана тем сильнее, чем больше его количество. Также с увеличением концентрации хитозана увеличивается концентрация фазы β-ТКФ, которая образуется в материалах после отжига при температуре от 973 К. Для изучения влияния карбонатных замещений разного количества, типа и локализации в гидроксиапатите на его кристаллическую структуру была предложена и апробирована методика термопрограммируемой экстракции газовой пробы с хроматографической регистрацией. Проведены комплексные исследования влияния постоянного магнитного поля малой напряженности (~0,3 Тл) различных конфигураций и продолжительности воздействия на субструктуру и морфологию брушита, полученного как в виде осадка в водном растворе в присутствии и в отсутствие магния, так и в виде покрытия на магниевых субстратах. Предложена качественная модель влияния магнитного поля на структуру и морфологию брушита во время кристаллизации.
The thesis is devoted to the complex investigation of the influence of different physical-chemical factors (synthesis conditions, annealing temperature, addition of polymer component, presence of carbonate substitutions in the apatite structure, influence of magnetic field of different configurations without and with magnesium ions in the initial solution) on the crystal structure and morphology of materials based on hydroxyapatite and brushite. The optimal ranges of temperature (from 348 to 378 К) and duration (30- 60 minutes) were determined for the formation of hydroxyapatite on the surface of titanium substrates in case of the coatings, obtained by the thermal deposition method. The changes of HA crystallinity from the specified parameters were also studied. It was shown, that with the addition of polymers the crystallinity of HA become worse. With the increase of the amount of chitosan, it gets worse. In the last case, the concentration of β-TCP, formed after the heat treatment starting from 973 К, also increases. The method of thermal programmed extraction of gas probe with chromatograph registration was purposed and approved for studying the influence of carbonate substitutions of different quantity, type and localization in hydroxyapatite on its crystal structure. The complex research was performed of the influence of low intensity static magnetic field (~0,3 T) of different configurations and exposure duration on the microstructure and morphology of brushite samples, obtained as deposits in aqueous solutions in the presence and absence of magnesium and as coatings on magnesium substrates. The qualitative model of the influence of magnetic field on the structure and morphology of brushite during crystallization was purposed.