Нанонаполнители в смесях полимеров (290,00 руб.)

Стр.2

Стр.3

Стр.4

Стр.5

УДК 678.046:620.5 ББК 35.719 З-17 Печатается по решению редакционно-издательского совета Казанского национального исследовательского технологического университета Рецензенты: д-р тех. наук, проф. Л. А. Абдрахманова канд. хим. наук Б. Н. Бобров З-17 Заикин А. Е. Нанонаполнители в смесях полимеров : монография / А. Е. Заикин; Минобрнауки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во КНИТУ, 2022. – 252 с. ISBN 978-5-7882-3199-0 Проанализировано влияние термодинамических и кинетических факторов на распределение твердых наноразмерных частиц между фазами смесей несовместимых полимеров и на границе между ними. Обобщены закономерности влияния наночастиц на морфологию и сонепрерывность фаз смесей полимеров. Рассмотрено влияние межфазного распределения наночастиц на деформационно-прочностные, электропроводящие и реологические свойства смесей полимеров. Предназначена для научных работников, аспирантов и магистров, работающих в области полимерного материаловедения. Разработана на кафедре технологии пластических масс. УДК 678.046:620.5 ББК 35.719 ISBN 978-5-7882-3199-0 © Заикин А. Е., 2022 © Казанский национальный исследовательский технологический университет, 2022 2

Стр.2

С О Д Е Р Ж А Н И Е Условные сокращения ........................................................................................... 6 Введение.................................................................................................................. 9 1. ТЕРМОДИНАМИКА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТВЕРДЫХ НАНОЧАСТИЦ В СМЕСЯХ НЕСОВМЕСТИМЫХ ПОЛИМЕРОВ ........................................... 11 1.1. Распределение твердых наночастиц в эмульсиях низкомолекулярных жидкостей ...................................................................... 11 1.2. Распределение твердых наночастиц в смесях высоковязких полимеров ......................................................................................................... 15 1.2.1. Предсказание места локализации наночастиц на основании закона Юнга .................................................................................................. 15 1.2.2. Предсказания места локализации наночастиц без использования закона Юнга .................................................................. 37 2. КИНЕТИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТВЕРДЫХ НАНОЧАСТИЦ В СМЕСЯХ ПОЛИМЕРОВ ................................. 45 2.1. Движущие силы перераспределения частиц наполнителя .................... 45 2.2. Влияние последовательности смешения компонентов на распределение наночастиц ......................................................................... 50 2.2.1. Предварительное смешение наполнителя с одним из полимерных компонентов ....................................................................... 51 2.2.2. Скорость перехода наполнителя между фазами .............................. 65 2.2.3. Влияние скорости сдвига при смешении на время перехода наполнителя между фазами ......................................................................... 68 2.2.4. Влияние соотношения вязкостей полимеров на скорость перехода наполнителя между фазами ........................................................ 70 2.2.5. Влияние объемного соотношения полимеров на скорость перехода наполнителя между фазами ........................................................ 74 2.2.6. Влияние характеристического соотношения сторон частиц наполнителя на скорость перехода наполнителя между фазами ............. 75 2.2.7. Влияние концентрации наполнителя на время перехода наполнителя между фазами ......................................................................... 79 2.3. Распределение наполнителя при совместной загрузке компонентов ........ 81 3 3

Стр.3

3. УПРАВЛЕНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ НАНОЧАСТИЦ В СМЕСЯХ ПОЛИМЕРОВ МОДИФИКАЦИЕЙ КОМПОНЕНТОВ ................................... 88 3.1. Управление распределением путем модификации поверхности наполнителя ...................................................................................................... 88 3.1.1. Модификация технического углерода .............................................. 88 3.1.2. Модификация наночастиц диоксида кремния ................................. 90 3.1.3. Модификация углеродных нанотрубок ............................................ 94 3.1.4. Модификация наночастиц золота ..................................................... 96 3.1.5. Дифильные янус-наночастицы .......................................................... 99 3.2. Управление распределением нанонаполнителя путем модификации полимерных компонентов смеси .......................................... 101 4. ВЗАИМНАЯ РАСТВОРИМОСТЬ ПОЛИМЕРОВ В ПРИСУТСТВИИ ТВЕРДЫХ НАНОЧАСТИЦ .............................................................................. 104 4.1. Взаимная растворимость полимеров на твердой подложке ................ 104 4.2. Совместимость смесей полимеров в присутствии наночастиц по данным обращенной газовой хроматографии ........................................ 107 4.3. Взаимная растворимость полимеров в присутствии наночастиц по данным светопропускания........................................................................ 110 4.4. Смесь полистирола с поливинилметиловым эфиром........................... 114 4.5. Смесь полиметилметакрилата с сополимером стирола и акрилонитрила ............................................................................................. 117 4.6. Влияние последовательности смешения компонентов на взаимную растворимость полимеров....................................................... 122 4.7. Математические модели влияния наночастиц на совместимость полимеров ....................................................................................................... 126 5. МОРФОЛОГИЯ СМЕСЕЙ НЕСОВМЕСТИМЫХ ПОЛИМЕРОВ С НАНОНАПОЛНИТЕЛЯМИ .......................................................................... 134 5.1. Влияние наночастиц на размер морфологических образований в смесях полимеров ........................................................................................ 136 5.1.1. Уменьшение размера полимерных фаз .......................................... 136 5.1.2. Увеличение размера фаз в смесях полимеров при наполнении ........ 150 5.2. Стабилизация морфологии смесей несовместимых полимеров нанонаполнителями........................................................................................ 154 4 4

Стр.4

5.2.1. Нестабильность морфологии смесей несовместимых полимеров во времени ............................................................................... 154 5.2.2. Стабилизация эмульсий низкомолекулярных жидкостей твердыми частицами .................................................................................. 155 5.2.3. Стабилизация морфологии смесей несовместимых полимеров наночастицами ........................................................................ 159 5.2.4. Влияние характеристик наночастиц на размеры и стабильность морфологических образований в смесях полимеров ......... 166 5.3. Расширение интервала сонепрерывности фаз в смеси полимеров под действием нанонаполнителей ............................................. 168 5.3.1. Общие представления о сонепрерывной морфологии смесей полимеров ................................................................................................... 168 5.3.2. Влияние наночастиц на сонепрерывность полимерных фаз ........ 169 6. ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ СМЕСЕЙ ПОЛИМЕРОВ С НАНОЧАСТИЦАМИ ......................................................................................... 174 7. ВЛИЯНИЕ МЕЖФАЗНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАНОНАПОЛНИТЕЛЯ НА ДЕФФОРМАЦИОННО-ПРОЧНОСТНЫЕ СВОЙСТВА СМЕСЕЙ НЕСОВМЕСТИМЫХ ПОЛИМЕРОВ ...................... 185 7.1. Компатибилизация смесей несовместимых полимеров твердыми наночастицами ................................................................................................ 185 7.1.1. Утончение морфологии и прочность смесей полимеров при наполнении ................................................................................................. 186 7.1.2. Компатибилизация смесей несовместимых полимеров наполнением ............................................................................................... 187 7.2. Влияние межфазного распределения наночастиц на деформационно-прочностные свойства смесей при отсутствии эффекта компатибилизации ............................................................................. 199 8. ВЛИЯНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАНОЧАСТИЦ НА ВЯЗКОСТЬ СМЕСЕЙ НЕСОВМЕСТИМЫХ ПОЛИМЕРОВ ............................................. 206 Заключение ......................................................................................................... 212 Литература .......................................................................................................... 213 5

Стр.5