Виявлення впливу типу полімерної матриці на структуроутворення мікрокомпозитів при їх наповненні частинками міді
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.214810Ключові слова:
полімерні композити, мікрочастинки міді, механізми структуроутворення, поліетилен, поліпропілен, полікарбонатАнотація
Виконано дослідження щодо встановлення механізмів структуроутворення при кристалізації полімерних композитів на основі поліетилену, поліпропілену або полікарбонату, наповнених мікрочастинками міді. Дослідження проведено із застосуванням методики, перший етап якої полягав у експериментальному визначенні екзотерм кристалізації композитів, а другий – у теоретичному аналізі на основі отриманих екзотерм характеристик структуроутворення. Проведено комплекс досліджень щодо визначення екзотерм кристалізації для досліджуваних мікрокомпозитів. Встановлено закономірності впливу швидкості охолодження композитів, методу їх одержання та масової частки наповнювача на рівень температур початку і кінця кристалізації, максимальне значення приведеного теплового потоку тощо. Показано, що для застосовуваних методів одержання композитів підвищення швидкості їх охолодження спричиняє зниження вказаних температур та теплового потоку. Встановлено, що величина масової частки наповнювача менш суттєво впливає на характеристики процесу кристалізації.
Досліджено закономірності структуроутворення полімерних композитів на початковій стадії кристалізації із залученням даних щодо екзотерм кристалізації та рівняння нуклеації. Встановлено наявність на цій стадії площинного та об’ємного механізмів структуроутворення. Показано, що на співвідношення даних механізмів впливає тип полімерної матриці та метод отримання композитів.
Для другої стадії кристалізації, що відбувається в усьому об’ємі композиту, на основі рівняння Колмогорова-Аврамі проаналізовано результати експериментів щодо екзотерм кристалізації. Показано, що структуроутворення для композитів на основі поліетилену відбувається за об’ємним механізмом, а на основі поліпропілену і полікарбонату – за механізмом напруженої матриціПосилання
- Privalko, V. P., Kawai, T., Lipalov, Y. S. (1979). Crystallization of filled nylon 6 III. Non-isothermal crystallization. Colloid and Polymer Science, 257 (10), 1042–1048. doi: https://doi.org/10.1007/bf01761115
- Wunderlich, B. (2008). Thermodynamics and kinetics of crystallization of flexible molecules. Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics, 46 (24), 2647–2659. doi: https://doi.org/10.1002/polb.21597
- Gao, Q., Jian, Z., Xu, J., Zhu, M., Chang, F., Han, A. (2016). Crystallization kinetics of the Cu50Zr50 metallic glass under isothermal conditions. Journal of Solid State Chemistry, 244, 116–119. doi: https://doi.org/10.1016/j.jssc.2016.09.023
- Singfield, K. L., Chisholm, R. A., King, T. L. (2011). A Physical Chemistry Experiment in Polymer Crystallization Kinetics. Journal of Chemical Education, 89 (1), 159–162. doi: https://doi.org/10.1021/ed100812v
- Rasana, N., Jayanarayanan, K., Pegoretti, A. (2018). Non-isothermal crystallization kinetics of polypropylene/short glass fibre/multiwalled carbon nanotube composites. RSC Advances, 8 (68), 39127–39139. doi: https://doi.org/10.1039/c8ra07243d
- Roushan, A. H., Omrani, A. (2020). Non-isothermal crystallization of NaX nanocrystals/poly (vinyl alcohol) nanocomposite. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. doi: https://doi.org/10.1007/s10973-020-09452-x
- De Melo, C. C. N., Beatrice, C. A. G., Pessan, L. A., de Oliveira, A. D., Machado, F. M. (2018). Analysis of nonisothermal crystallization kinetics of graphene oxide - reinforced polyamide 6 nanocomposites. Thermochimica Acta, 667, 111–121. doi: https://doi.org/10.1016/j.tca.2018.07.014
- Montanheiro, T. L. do A., Menezes, B. R. C. de, Montagna, L. S., Beatrice, C. A. G., Marini, J., Lemes, A. P., Thim, G. P. (2020). Non-Isothermal Crystallization Kinetics of Injection Grade PHBV and PHBV/Carbon Nanotubes Nanocomposites Using Isoconversional Method. Journal of Composites Science, 4 (2), 52. doi: https://doi.org/10.3390/jcs4020052
- Mata-Padilla, J. M., Ávila-Orta, C. A., Almendárez-Camarillo, A., Martínez-Colunga, J. G., Hernández-Hernández, E., Cruz-Delgado, V. J. et. al. (2020). Non-isothermal crystallization behavior of isotactic polypropylene/copper nanocomposites. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. doi: https://doi.org/10.1007/s10973-020-09512-2
- Menezes, B., Campos, T., Montanheiro, T., Ribas, R., Cividanes, L., Thim, G. (2019). Non-Isothermal Crystallization Kinetic of Polyethylene/Carbon Nanotubes Nanocomposites Using an Isoconversional Method. Journal of Composites Science, 3 (1), 21. doi: https://doi.org/10.3390/jcs3010021
- Dolinskiy, A. A., Fialko, N. M., Dinzhos, R. V., Navrodskaya, R. A. (2015). Structure formation of polymer micro- and nanocomposites based on polycarbonate in the process of their crystallization. Industrial Heat Engineering, 37 (3), 5–15. Available at: http://ihe.nas.gov.ua/index.php/journal/issue/view/14/all-37-3-2015
- Fialko, N. M., Dinzhos, R. V., Navrodskaya, R. A. (2016). Effect of polymer matrix type on thermophysical properties and structure formation of polymer nanocomposites. Technological systems, 3 (76), 49–59. Available at: http://technological-systems.com.ua/images/journal/2016/files/ts76_5.pdf
- Fialko, N. М., Dinzhos, R. V., Navrodskaya, R. O., Meranova, N. O., Sherenkovskiy, Ju. V. (2018). The crystalization regularity of polymer microcomposite materials in different methods of their preparation. Industrial Heat Engineering, 40 (2), 5–11. doi: https://doi.org/10.31472/ihe.2.2018.01
- Fialko, N. M., Dinzhos, R. V., Sherenkovskyi, Y. V., Prokopov, V. G., Meranova, N. O., Navrodska, R. O. et. al. (2018). Some peculiarities of the process of structural formation of nanocomposites based on polyethylene with its filling by carbon nanotubes. Scientific Bulletin of UNFU, 28 (6), 74–80. doi: https://doi.org/10.15421/40280614
- Vunderlih, B. (1979). Fizika makromolekul. Vol. 2. Zarozhdenie, rost i otzhig kristallov. Moscow: Mir, 576.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Roman Dinzhos, Natalia Fialko, Viktor Prokopov, Yuliy Sherenkovskiy, Natalia Meranova, Neli Koseva, Vladimir Korzhik, Alexander Parkhomenko, Natalia Zhuravskaya
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
