Цена доставки диссертации от 500 рублей 

Поиск:

Каталог / ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ / Высокомолекулярные соединения

Влияние природы наноразмерных частиц на физико-механические свойства полиэтилена низкого давления

Диссертация

Автор: Тураев, Эркин Рустамович

Заглавие: Влияние природы наноразмерных частиц на физико-механические свойства полиэтилена низкого давления

Справка об оригинале: Тураев, Эркин Рустамович. Влияние природы наноразмерных частиц на физико-механические свойства полиэтилена низкого давления : диссертация ... кандидата технических наук : 02.00.06 / Тураев Эркин Рустамович; [Место защиты: Кабард.-Балкар. гос. ун-т им. Х.М. Бербекова] - Москва, 2010 - Количество страниц: 116 с. ил. Москва, 2010 116 c. :

Физическое описание: 116 стр.

Выходные данные: Москва, 2010






Содержание:

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
11 Модификация структуры и свойств полиэтилена
12 Общая характеристика композиционных материалов на основе полимеров
121 Классификация композиционных материалов
122 Дисперсно-наполненные композиты на основе полиэтилена
123 Нанокомпозиты на основе полиэтилена
13 Полимерные нанокомпозиты на основе слоистых силикатов
131 Структура слоистых силикатов, их физические и 27 химические свойства
132 Структура слоистосиликатных нанокомпозитов
133 Методы получения полимер - слоистосиликатных 37 нанокомпозитов
14 Свойства полимер — слоистосиликатных нанокомпозитов
141 Физико-механические свойства
142 Термические свойства
143 Барьерные свойства 53 Выводы из литературного обзора
ГЛАВА 2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
21 Исходные вещества и их свойства
22 Методика органомодификации глины
23 Методики получения нанокомпозитов 60 232 Методика получения нанокомпозитов смешением в расплаве
24 Приготовление образцов для испытаний
25 Методы исследования
251 Методика определения показателя текучести расплава
252 Рентгеноструктурный анализ
253 Термогравиметрический анализ
254 Механические испытания
255 Определение температуры начала кристаллизации, 65 максимума теплового эффекта плавления по данным ДСК
256 Электронная микроскопия
257 Методы определения стойкости к горению
258Методы определения стойкости к действию химических 66 сред
259 Определение плотности нанокомпозитов 68 методом гидростатического взвешивания
ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
31 Синтез и структура органомодифицированных слоистых силикатов
32 Механические свойства нанокомпозитов ПЭНД/органоглины
33 Структура нанокомпозитов на основе ПЭНД/органоглина
34 Исследование изменения структуры нанокомпозитов 82 ПЭНД/органогилы
35 Теплофизические свойства нанокомпозитов ПЭНД/органоглины
36 Термические свойства нанокомпозитов ПЭНД/органоглины
361 Термические свойства органоглины
362 Термические свойства нанокомпозитов на 89 основе ПЭНД/ органоглины
37 Исследование влияния органоглины на кристаллизации НК
38 Исследование горючести нанокомпозитов
39 Влияние гуллаузита и таунита на свойства ПЭНД
310 Исследование стойкости НК к действию гексана
311 Определение плотности нанокомпозитов методом 101 гидростатического взвешивания
ВЫВОДЫ

Введение:
Актуальность работы. По масштабу промышленного производства и широте областей применения (плёнки и волокна, электроизоляционные покрытия, литьевые изделия и др.) полиолефины не имеют себе равных среди термопластичных материалов. Полиолефины, включающие полиэтилен (ПЭ), полипропилен (1Ш) и ряд других материалов представляют собой уникальный случай технологического и коммерческого успеха и непрерывно растущего рынка полимеров. Это объясняется постоянным улучшением физических и механических свойств этих полимеров и появлением новых материалов на их основе в результате непрерывного совершенствования технологии производства и переработки полиолефинов.
Благодаря легкой перерабатываемости, низкой плотности, прочности, диэлектрическим свойствам, экологичности и низкой стоимости ПЭ находит широкое применение в различных отраслях промышленности.
В последние десятилетия задача разработки новых материалов решается посредством модификации базовых марок уже имеющихся крупнотоннажных полимеров. Одним из способов регулирования свойств полимерных материалов является получение композитных материалов, наполненных наноразмерными частицами. Это связано с тем, что такие композитные материалы обладают рядом существенных преимуществ. При введении в полимерную матрицу наноразмерных наполнителей происходит повышение модуля упругости, прочности, повышение термической стабильности, химической стабильности к растворителям, устойчивости к горению, снижение газопроницаемости материала.
В связи с вышеизложенным, разработка и изучение свойств нанокомпозитных материалов на основе полиэтилена низкого давления (ПЭНД) и наноразмерных частиц является весьма актуальной задачей, решение которой позволит расширить области применения полиолефинов.
Цель работы: создание новых нанокомпозиционных материалов с повышенными тепло- и физико-механическими свойствами на основе ПЭНД и природных глинистых минералов монтмориллонита, галлаузита и таунита.
В задачи исследований входило:
S изучение влияния природы и количества органомодификаторов на свойства полиэтилена низкого давления;
S выбор наноразмерных наполнителей;
S изучение влияния наноразмерных частиц на тепло- и физико-механические свойства полиэтилена низкого давления;
S анализ полученных экспериментальных результатов и оценка области применения нанокомпозитов.
Научная новизна. Впервые выявлены и интерпретированы основные закономерности в изменении свойств полиэтилена при введении в его состав наноразмерных органомодификаторов различной природы. Разработан способ получения нанокомпозиционных материалов на основе полиэтилена путем смешения в расплаве с органоглинами, представляющими собой продукт обработки природных слоистых алюмосиликатов аминами или их комплексами с акриловой или метакриловой кислотами. Показано, что при использовании органомодифицированного слоистого силиката на основе монтмориллонита российского происхождения, с содержанием до 10% органомодификатора, достигается повышение физических свойств нанокомпозитов.
Впервые проведен систематический сравнительный анализ физико-механических свойств нанокомпозитов содержащих органоглины, галлаузит и таунит. Установлена корреляция между термическими свойствами и содержанием наномерных частиц в полиэтилене.
Обнаружена высокая термостабильность монтмориллонитов модифицирорванных акрилат- и метакрилатгуанидинами, что может быть объяснено торможением кинетической подвижности органомодификаторов, находящихся между слоями монтмориллонита. Показано что введение «Compoline» (парафин, модифицированный малеиновым ангидридом) приводит к улучшению совместимости органоглин с ПЭНД. Предложено объяснение, согласно которому может иметь место химическое взаимодействие ангидридных групп «Compoline» с аминогруппами гуанидина.
Практическая значимость. Показана возможность создания на основе полиэтилена нанокомпозиционных материалов с регулируемым комплексом свойств и отвечающих требованиям современных потребителей. Разработаны методы получения нанокомпозитов на основе полиэтилена и наноразмерных наполнителей - органоглины, галлаузита и таунита. Применение указанных нанонаполнителей приводит к увеличению модуля упругости, прочности, повышению термической стабильности, химической стабильности к растворителям, теплостойкости, и устойчивости к горению.
Результаты работы могут быть использованы для выдачи рекомендаций по созданию технологии процессов получения нанокомпозиционных материалов -различного типа на основе ПЭНД и наноразмерных наполнителей. По наиболее значительным результатам, составляющим объекты интеллектуальной собственности, в настоящее время подана заявка на получение патента РФ на тему «Способ получения нанокомпозиционных материалов на основе полиолефинов с повышенными тепло - и физико-механическими свойствами» регистрационный номер 2009115445.
На защиту выносятся следующие основные положения:
• способ получения нанокомпозиционных материалов на основе ПЭНД и природных глинистых минералов монтмориллонита, галлаузита и таунита.
• основные закономерности изменения свойств ПЭНД от количества и природы наноразмерных органомодификаторов.
•данные исследований физико-механических характеристик разработанных нанокомпозитов.
• результаты исследований структуры нанокомпозиционных материалов на основе ПЭНД и наноразмерных наполнителей и теоретическое обоснование механизма их образования.
• рекомендации по оптимизации в лабораторных условиях методики получения полимерных нанокомпозитов в процессе смешения в расплаве.
Личный вклад автора. Диссертация представляет собой итог самостоятельной работы автора. Автору принадлежит выбор направления работ, постановка задачи, методов и объектов исследования, трактовка и обобщение полученных результатов. Соавторы работ участвовали в обсуждении полученных результатов.
Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на следующих научных конференциях: Международном форуме по нанотехнологиям - Rusnanotech 08 (г. Москва 2008 г.); Международный форум по нанотехнологиям «Конструкционные наноматериалы и наноматериалы со специальными свойствами» (г. Москва 2008г). VIII международная научная конференция "Химия твердого тела: монокристаллы, наноматериалы, нанотехнологии", (г. Кисловодск 2008г). Всероссийской конференции по физической химии и нанотехнологиям «НИФХИ-90» (г.' Москва 2008г). IV Международной научно-практической конференции «Новые полимерные композиционные материалы (Нальчик, 2008); II международной научно-практической конференции «Наноструктуры в полимерах и полимерные нанокомпозиты» (г. Нальчик 2009 г.); IV Всероссийской конференции молодых ученых «Наука и устойчивое развитие» (Нальчик, 2010 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 статьи в рецензируемых журналах, 7 тезисов докладов на научных конференциях.
Структура и объем работы. Диссертация включает в себя введение, литературный обзор, экспериментальную часть, обсуждение результатов, выводы и список использованной литературы.