Встановлення закономірностей впливу на питому теплоємність та температуропровідність полімерних нанокомпозитів комплексу визначальних параметрів
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.245274Ключові слова:
полімерні нанокомпозити, теплоємність нанокомпозитів, температуропровідність нанокомпозитів, вуглецеві нанотрубки, температурні режимиАнотація
Виконано цикл експериментальних досліджень щодо встановлення закономірностей комплексного впливу на питому теплоємність полімерних нанокомпозитів таких факторів, як температурний режим їх отримання, величина масової частки наповнювача і температура композиційного матеріалу. Дослідження проведено для нанокомпозитів на основі поліпропілену, наповненого вуглецевими нанотрубками. При отриманні композитів використовувався метод змішування компонентів у розплаві полімеру. В ході досліджень температура нанокомпозитів змінювалася від 295 до 455 K, масова частка наповнювача – від 0,3 до 10 %. Основний параметр технологічного режиму одержання композиційних матеріалів – величина перегріву розплаву полімеру відносно температури його плавлення – варіювалася в діапазоні 10...75 K. Показано, що температурна залежність питомої теплоємності розглянутих композитів є чутливою до зміни перегріву розплаву полімеру тільки в області її максимальних значень. Отримано концентраційні залежності питомої теплоємності розглянутих нанокомпозитів при різних значеннях їх температури і рівня перегріву розплаву полімеру. Виконано дослідження щодо виявлення ефектів впливу зазначених вище параметрів на коефіцієнт температуропровідності нанокомпозитів. Встановлено, зокрема, що збільшення рівня перегріву полімеру може призводити до значного підвищення коефіцієнта температуропровідності, яке є тим суттєвішим, чим вище частка наповнювача і нижче температура композиційного матеріалу. Показано, що рівень перегріву розплаву полімеру відносно температури його плавлення є параметром, який може бути покладений в основу створення полімерних композиційних матеріалів із заданими теплофізичними властивостями
Спонсор дослідження
- Данное исследование частично финансировалось в рамках проекта ДР № 012U110115 (наказ № 257 от 25.02.2021) фундаментальных и прикладных исследований и научно-технических разработок заведений высшего образования и научных учреждений на 2021 г., которые принадлежат к сфере управления Министерства образования и науки Украины.
Посилання
- Aslfattahi, N., Saidur, R., Che Sidik, N. A., Mohd Sabri, M. F., Zahir, M. H. (2020). Experimental Assessment of a Novel Eutectic Binary Molten Salt-based Hexagonal Boron Nitride Nanocomposite as a Promising PCM with Enhanced Specific Heat Capacity. Journal of Advanced Research in Fluid Mechanics and Thermal Sciences, 68 (1), 73–85. doi: https://doi.org/10.37934/arfmts.68.1.7385
- Dolinskiy, A. A., Fialko, N. M., Dinzhos, R. V., Navrodskaya, R. A. (2015). Thermophysical properties of polymer micro- and nanocomposites based on polycarbonate. Industrial Heat Engineering, 37 (2), 12–19. doi: https://doi.org/10.31472/ihe.2.2015.02
- Soudmand, B. H., Shelesh‐Nezhad, K., Salimi, Y. (2020). A combined differential scanning calorimetry‐dynamic mechanical thermal analysis approach for the estimation of constrained phases in thermoplastic polymer nanocomposites. Journal of Applied Polymer Science, 137 (41), 49260. doi: https://doi.org/10.1002/app.49260
- Siddique, S., Smith, G. D., Yates, K., Mishra, A. K., Matthews, K., Csetenyi, L. J., Njuguna, J. (2019). Structural and thermal degradation behaviour of reclaimed clay nano-reinforced low-density polyethylene nanocomposites. Journal of Polymer Research, 26 (6). doi: https://doi.org/10.1007/s10965-019-1802-9
- Arora, G., Pathak, H. (2019). Numerical study on the thermal behavior of polymer nano-composites. Journal of Physics: Conference Series, 1240 (1), 012050. doi: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1240/1/012050
- Sharifzadeh, E., Cheraghi, K. (2021). Temperature-affected mechanical properties of polymer nanocomposites from glassy-state to glass transition temperature. Mechanics of Materials, 160, 103990. doi: https://doi.org/10.1016/j.mechmat.2021.103990
- Reguieg, F., Ricci, L., Bouyacoub, N., Belbachir, M., Bertoldo, M. (2019). Thermal characterization by DSC and TGA analyses of PVA hydrogels with organic and sodium MMT. Polymer Bulletin, 77 (2), 929–948. doi: https://doi.org/10.1007/s00289-019-02782-3
- Klonos, P. A., Tegopoulos, S. N., Koutsiara, C. S., Kontou, E., Pissis, P., Kyritsis, A. (2019). Effects of CNTs on thermal transitions, thermal diffusivity and electrical conductivity in nanocomposites: comparison between an amorphous and a semicrystalline polymer matrix. Soft Matter, 15 (8), 1813–1824. doi: https://doi.org/10.1039/c8sm02478b
- Mohammadi, M., Davoodi, J. (2018). The effect of alumina nanoparticles on the thermal properties of PMMA: a molecular dynamics simulation. Molecular Simulation, 44 (16), 1304–1311. doi: https://doi.org/10.1080/08927022.2018.1498975
- Fialko, N., Dinzhos, R., Sherenkovskii, J., Meranova, N., Izvorska, D., Korzhyk, V. et. al. (2021). Establishing patterns in the effect of temperature regime when manufacturing nanocomposites on their heat-conducting properties. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (5 (112)), 21–26. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.236915
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Nataliia Fialko, Roman Dinzhos, Julii Sherenkovskii, Nataliia Meranova, Sergii Aloshko, Diana Izvorska, Volodymyr Korzhyk, Maxim Lazarenko, Irina Mankus, Liudmyla Nedbaievska
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.
