Вплив на теплофізичні властивості нанокомпозитів тривалості змішування компонентів у розплаві полімеру
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.255830Ключові слова:
полімерні нанокомпозити, вуглецеві нанотрубки, поліпропілен, теплопровідність нанокомпозитів, теплоємність нанокомпозитів, густина нанокомпозитівАнотація
Виконано комплекс експериментальних досліджень щодо встановлення впливу часу змішування компонентів нанокомпозиційних матеріалів на їхню теплопровідність, питому теплоємність та густину. Дослідженню підлягали фізичні властивості композитів «поліпропілен-вуглецеві нанотрубки». При проведенні експериментів тривалість змішування компонентів у розплаві полімеру змінювалася від 5 до 52 хв, масова частка наповнювача – у діапазоні 0,3…10 % і температура нанокомпозитів – від 290 К до 475 К.
Встановлено, що збільшення часу змішування компонентів нанокомпозиційних матеріалів може призводити до суттєвого (більш ніж 70 разів) підвищення їх теплопровідності. Показано також, що вплив зазначеного часу обмежується його значенням 27 хв, при перевищенні якого зміною теплопровідності нанокомпозитів можна знехтувати. Встановлено, що чутливість теплопровідності нанокомпозитів до часу змішування їх компонентів знижується зі зменшенням масової частки наповнювача.
Отримано температурні залежності питомої теплоємності досліджуваних композитів при варіюванні часу змішування їх компонентів та масової частки наповнювача. Встановлено, що при підвищенні зазначеного часу має місце зменшення теплоємності нанокомпозитів, яка суттєво проявляється лише в області температур, близьких до температури плавлення композиційної матриці.
Показано, що залежність густини нанокомпозитів від часу змішування їх компонентів у якісному відношенні є подібною до відповідної залежності для їх теплопровідності. Отримані дані можуть використовуватися для вибору часу змішування нанокомпозиційних компонентів матеріалів при розробці відповідної технології їх отримання
Посилання
- Kim, H. S., Bae, H. S., Yu, J., Kim, S. Y. (2016). Thermal conductivity of polymer composites with the geometrical characteristics of graphene nanoplatelets. Scientific Reports, 6 (1). doi: https://doi.org/10.1038/srep26825
- Oleiwi, J. K., Abass, B. (2018). Thermal Properties of Polymeric Composites Reinforced by Nanoceramic Materials. International Journal of Mechanical and Production Engineering Research and Development, 8 (6), 517–524. doi: https://doi.org/10.24247/ijmperddec201855
- 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
- Mohammad Nejad, S., Srivastava, R., Bellussi, F. M., Chávez Thielemann, H., Asinari, P., Fasano, M. (2021). Nanoscale thermal properties of carbon nanotubes/epoxy composites by atomistic simulations. International Journal of Thermal Sciences, 159, 106588. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijthermalsci.2020.106588
- Fialko, N. M., Dinzhos, R. V., Sherenkovskiy, Y. V., Meranova, N. O., Navrodskaya, R. A. (2017). Heat conductivity of polymeric micro- and nanocomposites based on polyethylene at various methods of their preparation. Industrial Heat Engineering, 39 (4), 21–26. doi: https://doi.org/10.31472/ihe.4.2017.03
- Anis, B., Fllah, H. E., Ismail, T., Fathallah, W. M., Khalil, A. S. G., Hemeda, O. M., Badr, Y. A. (2020). Preparation, characterization, and thermal conductivity of polyvinyl-formaldehyde/MWCNTs foam: A low cost heat sink substrate. Journal of Materials Research and Technology, 9 (3), 2934–2945. doi: https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2020.01.044
- 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
- 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
- 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
- Fialko, N., Dinzhos, R., Sherenkovskii, J., Meranova, N., Aloshko, S., Izvorska, D. et. al. (2021). Establishment of regularities of influence on the specific heat capacity and thermal diffusivity of polymer nanocomposites of a complex of defining parameters. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (12 (114)), 34–39. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.245274
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 Nataliia Fialko, Roman Dinzhos, Julii Sherenkovskii, Nataliia Meranova, Viktor Prokopov, Vitalii Babak, Volodymyr Korzhyk, Diana Izvorska, Maxim Lazarenko, Volodymyr Makhrovskyi
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.
