Ідентифікація механізму формування природного нанокомпозиту в полімерних композитних матеріалах
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.277587Ключові слова:
кластерна модель, природний нанокомпозит, міжфазна область, міжкомпонентна адгезія, нещільно упакована матриця, нанокластериАнотація
Об’єктом дослідження є ущільнювальні елементи пакера.
Фундаментальним принципом кластерної моделі є припущення, що сума відносних об’ємних часток двох структурних елементів природного нанокомпозиту (нещільно упакованої матриці та нанокластерів) дорівнює одиниці – цей підхід є невірним, оскільки він порушується, коли нанокластери є зануреними у нещільно упаковану матрицю. У зв’язку з цим запропоновано нове співвідношення, яке зв’язує відносні об’ємні частки нещільно упакованої матриці та зануреної в неї частини нанокластерів – отримано розрахункові формули для відносних часток нещільно упакованої матриці та міжфазної області.
У статті показано, що таке припущення необґрунтоване через неодмінне занурення кластерів у нещільно упаковану матрицю, і в зв’язку з цим запропоновано новий зв’язок, що зв’язує відносні об’ємні частки нещільно упакованої матриці та зануреної в неї частини нанокластерів.
Для композиту з матрицею – сумішшю синтетичного бутадієнітрильного та гідрогенізованого бутадієнітрильного каучуку з додаванням наночастинки міді показано, що в природному нанокомпозиті, який є досліджуваним полімером в аморфному стані, часові залежності відносних об’ємних часток областей міжкомпонентного зчеплення та нещільно упакованої матриці досить добре збігаються між собою.
Застосування наведеної вище залежності між об’ємними частками нещільно упакованої матриці та нанокластерів дозволяє переформулювати відомі рівняння паралельної та послідовної мікромеханічних моделей, а також рівняння Кернера для більш складної мікромеханічної моделі, що використовується для опису ефекту посилення модуль пружності нанокомпозитів
Посилання
- Kopeikin, I. S. (2022). Development of a packer with an activation tool for the liner extension hanger in the interval of a horizontal open well. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 981 (3), 032071. doi: https://doi.org/10.1088/1755-1315/981/3/032071
- Verisokin, A. E., Vasil’yev, V. A., Gun’kina, T. A. (2019). Packer design research used in hydraulic fracturing. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 378 (1), 012106. doi: https://doi.org/10.1088/1755-1315/378/1/012106
- Suleymanova, A., Guseynova, V., Abasova, S. (2022). The choice of material for the manufacture of sealing elements of the packer. ETM - Equipment, Technologies, Materials, 09 (01), 43–47. doi: https://doi.org/10.36962/etm0901202243
- Dyshin, O. A., Habibov, I. A., Rustamova, K. B. (2018). Formation of the properties of the structure of disperse-filled polymer composites. PNRPU Mechanics Bulletin, 2, 24–31. doi: https://doi.org/10.15593/perm.mech/2018.2.03
- Dyshin, O. A., Habibov, I. A., Shamilov, V. M., Rustamova, K. B. (2019). The structure of interfacial regions in polymer nanocomposites. PNRPU Mechanics Bulletin, 3, 140–148. doi: https://doi.org/10.15593/perm.mech/2019.3.14
- Mammadova, M. (2022). Investigation of fluid dynamics in microfracture channels. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (7 (118)), 42–50. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.263480
- Babaev, S. G., Gabibov, I. A., Melikov, R. Kh. (2015). Osnovy teorii nadezhnosti neftepromyslovogo oborudovaniya. Baku, 400.
- Dolgikh, L. N. (2007). Kreplenie, ispytanie i osvoenie neftyanykh i gazovykh skvazhin. Perm', 189.
- Morozov, A. D., Popkov, D. O., Duplyakov, V. M., Mutalova, R. F., Osiptsov, A. A., Vainshtein, A. L. et al. (2020). Data-driven model for hydraulic fracturing design optimization: focus on building digital database and production forecast. Journal of Petroleum Science and Engineering, 194, 107504. doi: https://doi.org/10.1016/j.petrol.2020.107504
- Apasov, T. K., Apasov, G. T., Sarancha, A. V. (2015). Restoring the productivity of the wells after drilling and hydraulic fracturing by vibrowave method. Modern problems of science and education, 2 (2).
- Verisokin, A. E., Grab, A. N., Grab, D. N., Serikov, D. Yu. (2017). Faktory, vliyayuschie na rabotosposobnost' pakerov pri gidrorazryve plasta. Sfera Neft' i gaz, 4 (60), 26–30.
- Lan, W.-J., Wang, H.-X., Zhang, X., Chen, S.-S. (2019). Sealing properties and structure optimization of packer rubber under high pressure and high temperature. Petroleum Science, 16 (3), 632–644. doi: https://doi.org/10.1007/s12182-018-0296-0
- Hu, G., Zhang, P., Wang, G., Zhang, M., Li, M. (2017). The influence of rubber material on sealing performance of packing element in compression packer. Journal of Natural Gas Science and Engineering, 38, 120–138. doi: https://doi.org/10.1016/j.jngse.2016.12.027
- Mashkov, Yu. K., Kropotin, O. V., Shil'ko, S. V., Egorova, V. A., Chemisenko, O. V. (2016). Mekhanicheskie svoystva ptfe-nanokompozitov dlya uplotnitel'nykh elementov dinamicheskikh germetiziruyuschikh ustroystv transportnykh sistem. Dinamika sistem, mekhanizmov i mashin, 3 (1), 260–263.
- South, J. T. (2001). Mechanical properties and durability of natural rubber compounds and composites. Blacksburg, 190. Available at: https://vtechworks.lib.vt.edu/bitstream/handle/10919/26306/1JTS_ETD.pdf
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Oleg Dyshyn, Ibrahim Habibov, Arzu Suleymanova, Sevinc Abasova, Rauf Malikov, Tamila Khankishiyeva
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.
