Влияние сорбционной и химической модификации поверхности наночастиц углеродных наполнителей на их агрегацию и физико-механические свойства полимерных композиций на их основе. Квантово-механическое исследование | Механика | композиционных | материалов и конструкций
> Том 21 > №4 / 2015 / Страницы: 512-522

Влияние сорбционной и химической модификации поверхности наночастиц углеродных наполнителей на их агрегацию и физико-механические свойства полимерных композиций на их основе. Квантово-механическое исследование

, , ,

Аннотация:

В рамках квантово-механического (КМ) исследования, а именно, атомистического моделирования из первых принципов, рассмотрены структурные, энергетические и механические свойства межфазных слоев композитов, состоящих из полимерной матрицы и наночастиц аморфного углерода. В компьютерном эксперименте определены пути модификации поверхности частиц аморфного углерода, снижающие агрегацию частиц наполнителя и улучшающие физико-механические свойства композиций в целом. Рассмотрены сорбционная и химическая модификация поверхности частиц наполнителя. Предложен ряд дезагрегирующих дисперсионных сред, в частности растворителей, в присутствии которых с одной стороны затрудняется агрегация частиц углеродного наполнителя, а с другой – облегчается их диспергирование в выбранной полимерной матрице. Предложена модификация углеродных частиц пришивкой на их поверхность (с образованием ковалентных связей) различных поверхностных активных групп. Показано, что такая химическая модификация частиц существенно затрудняет агрегацию частиц наполнителя и значительно улучшает механические и прочностные свойства межфазного слоя между полимерной матрицей и частицами наполнителя. Установлено, что химическая модификация углеродных частиц значительно эффективнее, чем сорбционная модификация. На основе проведенного квантово-механического моделирования даны рекомендации по использованию и модификации углеродных наполнителей эластомерных резин.

17