СТРУКТУРА НАНОНАПОЛНИТЕЛЯ И МЕЖФАЗНЫЕ КОНТАКТЫ В НАНОКОМПОЗИТАХ ПОЛИМЕР/УГЛЕРОДНЫЕ НАНОТРУБКИ | Механика | композиционных | материалов и конструкций
> Том 25 > №3 / 2019 / Страницы: 354-364

СТРУКТУРА НАНОНАПОЛНИТЕЛЯ И МЕЖФАЗНЫЕ КОНТАКТЫ В НАНОКОМПОЗИТАХ ПОЛИМЕР/УГЛЕРОДНЫЕ НАНОТРУБКИ

, ,

Аннотация:

Исследованы структурные аспекты межфазной адгезии в нанокомпозитах полимер/углеродные нанотрубки на основе полиамида-6. Как известно, углеродные нанотрубки в полимерной матрице нанокомпозитов образуют кольцеобразные формирования, которые являются структурным аналогом макромолекулярных клубков разветвленных полимеров. Экспериментально показано, что указанные кольцеобразные формирования являются фрактальными объектами. Поскольку макромолекулярные клубки полимерной матрицы также имеют фрактальную структуру, то формирование межфазных контактов в рассматриваемых нанокомпозитах можно моделировать как результат взаимодействия двух упомянутых выше фрактальных объектов. С этой целью использована фрактальная модель, основанная на базовых постулатах теории Флори. Предполагается, что уровень межфазной адгезии в полимерных нанокомпозитах определяется числом контактов полимерная матрица-нанонаполнитель. Это предположение подтверждается линейной корреляцией числа указанных контактов и безразмерного параметра , характеризующего уровень межфазной адгезии. Полученное соотношение позволило установить примерно линейное соотношение между числом контактов полимерная матрица-нанонаполнитель и радиусом кольцеобразных формирований углеродных нанотрубок. Указанные обстоятельства дают возможность получить перколяционное соотношение, в котором при фиксированном содержании нанонаполнителя степень усиления определяется только числом контактов полимерная матрица-нанонаполнитель. Кроме того, эти уравнения демонстрируют, что степень усиления полимерных нанокомпозитов контролируется структурой нанонаполнителя в полимерной матрице. Предложенная модель предполагает, что для повышения степени усиления нанокомпозитов требуется одновременное увеличение радиуса кольцеобразных формирований углеродных нанотрубок, их размерности и размерности макромолекулярного клубка полимерной матрицы. Поскольку одновременное увеличение всех указанных параметров невозможно, то необходим поиск их оптимального сочетания. И, наконец, отметим сильную зависимость числа контактов полимерная матрица-нанонаполнитель от уровня и типа взаимодействий между углеродными нанотрубками. При переходе от взаимодействий отталкивания к взаимодействиям притяжения число указанных контактов резко снижается.

0