Особенности процесса структурообразования нанокомпозитов на основе полиэтилена при его наполнении углеродными нанотрубками

Закономерности структурообразования при кристаллизации полимерных нанокомпозитов на базе полиэтилена, наполненного углеродными нанотрубками. Основные механизмы влияния на факторы: массовая доля наполнителя, скорость охлаждения, метод получения композитов.

Рубрика Производство и технологии
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 28.05.2020
Размер файла 198,3 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Особенности процесса структурообразования нанокомпозитов на основе полиэтилена при его наполнении углеродными нанотрубками

Н.М. Фиалко, Р.В. Динжос, Ю.В. Шеренковский, В.Г. Прокопов, Н.О. Меранова, Р.А. Навродская, В.Л. Юрчук, Г.В. Иваненко

Институт технической теплофизики НАН Украины, г. Киев, Украина Николаевский национальный университет им. В. А. Сухомлинского, г. Николаев, Украина

Установлены закономерности структурообразования при кристаллизации полимерных нанокомпозитов на основе полиэтилена, наполненного углеродными нанотрубками. Выявлены эффекты влияния на данные закономерности таких факторов, как массовая доля наполнителя ю, скорость охлаждения V, и метод получения композитов. Рассмотрению подлежали нанокомпозиты, полученные методом, базирующимся на смешении компонентов в сухом виде и в расплаве полимера. Выполнено сопоставление экспериментальных экзотерм кристаллизации для исследуемых композитов при указанных методах их получения. С использованием экзотерм кристаллизации и уравнения нуклеации получены данные об особенностях структурообразования на начальной стадии кристаллизации композитов. Установлено, что на данной стадии имеет место плоскостной и объемный механизмы структурообразования при некотором преобладании последнего. Выявлено, что для рассматриваемых полимерных нанокомпозиционных материалов, полученных смешением компонентов в сухом виде, указанное преобладание является относительно небольшим и незначительно зависит от массовой доли наполнителя. Для композитов, полученных на основе смешения компонентов в расплаве полимера, преобладание объемного механизма над плоскостным существенно увеличивается при повышении массовой доли наполнителя. Выполнен анализ закономерностей структурообразования на стадии кристаллизации в объеме композитов в целом в предположении наличия двух механизмов кристаллообразования, первый из которых связан с кристаллизацией на флуктуациях плотности полимера, второй - с кристаллизацией, в которой роль ее центров выполняют частички наполнителя. Установлено, что механизм кристаллизации на флуктуациях плотности полимеров является объемным при использовании обоих методов получения композитов и не зависит от скорости их охлаждения и массовой доли наполнителя. Показано, что на механизм кристаллизации на частичках наполнителя существенное влияние оказывают как метод получения композитов, так и величины V, и ю. Выявлено, что при использовании метода смешения компонентов в сухом виде данный механизм является объемным. Для нанокомпозитов, полученных методом смешения компонентов в расплаве полимера, он зависит от массовой доли наполнителя и трансформируется от объемного к стержневому с ростом массовой доли наполнителя.

Ключевые слова: полимерные нанокомпозиты; экзотермы кристаллизации; размерность структурообразования; углеродные нанотрубки.

Н. М.Фіалко1, Р. В. Дінжос2, Ю. В. Шеренковський1, В. Г. Прокопов1, Н. О. Меранова1,

Р.О. Навродська1, В. Л. Юрчук1, Г. В. Іваненко1

1 Інститут технічної теплофізики НАН України, м. Київ, Україна 2 Миколаївський національний університет ім. В. О. Сухомлинського, м. Миколаїв, Україна

ОСОБЛИВОСТІ ПРОЦЕСУ СТРУКТУРОУТВОРЕННЯ НАНОКОМПОЗИТІВ НА ОСНОВІ ПОЛІЕТИЛЕНУ ЗА ЙОГО НАПОВНЕННЯ ВУГЛЕЦЕВИМИ НАНОТРУБКАМИ

Встановлено закономірності структуроутворення під час кристалізації полімерних нанокомпозитів на основі поліетилену, наповненого вуглецевими нанотрубками. Виявлено ефекти впливу на ці закономірності таких факторів, як масова частка наповнювача, швидкість охолодження і метод отримання композитів. Розгляду підлягали нанокомпозити, отримані методом, що базується на змішуванні компонентів у сухому вигляді і в розплаві полімеру. Виконано зіставлення експериментальних екзотерм кристалізації для досліджуваних композитів за зазначених методів їх отримання. З використанням екзо- терм кристалізації і рівняння нуклеації отримано дані про особливості структуроутворення на початковій стадії кристалізації композитів. Встановлено, що на цій стадії наявний площинний і об'ємний механізм структуроутворення за деякого переважання останнього. Виконано аналіз закономірностей структуроутворення на стадії кристалізації в об'ємі композитів у цілому в припущенні наявності двох механізмів кристалоутворення, перший з яких пов'язаний з кристалізацією на флуктуаціях густини полімеру, другий - із кристалізацією, в якій роль її центрів відіграють частинки наповнювача. Показано, що механізми кристалізації на частинках наповнювача істотно залежать від його масової частки і методу отримання композиційних матеріалів.

Ключові слова: полімерні нанокомпозити; екзотерми кристалізації; розмірність структуроутворення; вуглецеві нанотрубки.

N. M. Fialko1, R. V. Dinzhos2, Yu. V. Sherenkovskyi1, V. G. Prokopov1, N. O. Meranova1, R. O. Navrodska1, V. L. Jurchuk1, G. V. Ivanenko1

1 Institute of Engineering Thermophysics, NAS Ukraine, Kyiv, Ukraine 2 Mykolayiv National University named after V. O. Sukhomlynsky, Mykolayiv, Ukraine

SOME PECULIARITIES OF THE PROCESS OF STRUCTURAL FORMATION OF NANOCOMPOSITES

BASED ON POLYETHYLENE WITH ITS FILLING BY CARBON NANOTUBES

The patterns of structure formation during crystallization of polymeric nanocomposites based on polyethylene filled with carbon nanotubes have been established. The effects of such factors as the mass fraction of the filler m, the cooling rate Vt, and the method for obtaining composites have been revealed. Nanocomposites obtained by a method based on mixing the components in dry form and in the polymer melt were subject to review. A comparison of the experimental exotherms of crystallization for the investigated composites is performed with the indication methods of their preparation. Using exotherms of crystallization and the nucleation equation, data on the features of structure formation at the initial stage of crystallization of composites were obtained. It is revealed that at this stage there is a planar and three-dimensional mechanism of structure formation with a certain predominance of the latter. It is found that for the considered polymer nanocomposite materials, obtained by mixing the components in a dry form, this predominance is relatively small and slightly depends on the mass fraction of the filler. For composites obtained on the basis of mixing of components in a polymer melt, the predominance of a volume mechanism over a planar mechanism substantially is

growing with an increase of the filler mass fraction. The authors analysed of the patterns of structure formation at the stage of crystallization in the bulk of composites as a whole under the assumption of the existence of two mechanisms of crystal formation. The first of them is associated with crystallization on polymer density fluctuations, the second with crystallization in which the filler particles play the role of its centres. It is defined that the mechanism of crystallization on polymer density fluctuations is volumetric when using both methods of composites production and does not depend on the rate of their cooling and the mass fraction of the filler. It is shown that the mechanism of crystallization on the filler particles is significantly influenced both by the method of obtaining composites and by the values of Vt and m. It is found that when using the method of mixing components in dry form, this mechanism is volumetric. For nanocomposites obtained by mixing components in the polymer melt, it depends on the mass fraction of the filler and is transformed from volumetric to core with the increase in the mass fraction of the filler.

Keywords: polymeric nanocomposites; crystallization exotherms; dimensionality of structure formation; carbon nanotubes

Введение

Современные технологии получения полимерных микро- и нанокомпозитов дают возможность создавать материалы с определенным сочетанием физических свойств, ориентированные на конкретное применение. В качестве характерных свойств данных материалов можно отметить их повышенную коррозионную стойкость, широкий диапазон теплопроводящих свойств, относительно низкий удельный вес и пр. (Dolinskiy et al., 2015a; 2015b; 2015c; 2015d; Fialko, Dinzhos & Navrodska, 2016; Fialko et al., 2017a; 2017b; Dinzhos, Fialko & Lysenkov, 2014). Это позволяет использовать данные материалы при создании теплообменного оборудования различного назначения, в частности, для утилизации тепловых выбросов энергетических и технологических объектов (Dolinskiy et al., 2014; Zimin & Fialko, 2008; Fialko et al., 2000a; 2000b; 2003; 2012; 2014).

Создание полимерных микро- и нанокомпозитов требует проведения всесторонних исследований закономерностей формирования их структуры, изучения характеристик процесса кристаллизации из расплава при варьировании в широких пределах основных определяющих параметров.

В настоящей статье данные вопросы рассматриваются применительно к полимерным нанокомпозитам на основе полиэтилена, в которых в качестве наполнителя используются углеродные нанотрубки (УНТ).

Методика проведения исследований. Экспериментально-расчетная методика исследования процессов кристаллизации включала два этапа. Первый этап состоял в построении экспериментальных экзотерм кристаллизации композита при его охлаждении из расплава с заданной постоянной скоростью. При этом образец, помещенный в ячейку, нагревался до температуры, превышающей температуру плавления полимера на 50 К, выдерживался при данной температуре 180 с и далее охлаждался до температуры 400 К при фиксированной скорости его охлаждения (Vt = 0,00833...0,333 К/с). Удельный тепловой поток, отводимый от композита, определялся в атмосфере сухого азота методом дифференциальной сканирующей калориметрии с использованием прибора Перкина-Элмера DSC-2 с модифицированным программным обеспечением от IFA GmbUlm. Второй этап заключался в теоретическом определении на основе полученных экспериментальных данных характеристик процесса кристаллизации: а) на стадии зарождения отдельных структурно-упорядоченных подобластей с использованием уравнения нук- леации

б) на стадии формирования таких структур во всем объ еме композита с применением стандартного и модифи цированного уравнений Колмогорова-Аврами:

где: am - приведенный параметр нуклеации; f - относительная объемная доля кристаллической фазы, соответствующая кристаллизации на флуктуациях плотности полимера; Km - приведенный транспортный барьер; Кп - эффективная константа скорости; m - безразмерный параметр формы; п - псевдопараметр формы; Т - температура; TN, ТК - температура начала и конца кристаллизации; ДТ - температурный интервал кристаллизации; ТМ - температура расплава, соответствующая максимальному значению удельного теплового потока; а - относительная объемная доля кристаллической фазы; т - приведенное время, т = Vt * t; t - время; верхние индексы "'" и "”" отвечают механизму кристаллизации на флуктуациях плотности полимера и наночастицах наполнителя.

Относительно экспериментальных методов получения полимерных композитов, то в работе применялись два метода: метод I, основанный на смешении компонентов, которые находятся в сухом виде, с применением магнитной мешалки и ультразвукового диспергатора при дальнейшем горячем прессовании полученной композиции, и метод II, который базируется на смешении компонентов в расплаве полимера с применением дискового экструдера при дальнейшем придании композиту необходимой формы методом горячего прессования.

Используемые в качестве наполнителя углеродные нанотрубки изготавливались методом химического парафазового осаждения (англ. Chemical vapor deposition - CVD). Внешний диаметр УНТ составлял 20 нм, длина - 1,5 мкм, толщина стенок - 5 нм. При исследовании массовая доля УНТ m изменялась от 0,2 до 4,0 %.

Анализ результатов исследований. Типичные результаты первого этапа исследований, связанного с экспериментальным получением экзотерм кристаллизации рассматриваемых нанокомпозитов и изучением их характеристик, представлены на рисунке и в табл. 1. Из приведенных данных следует, что наибольшее влияние на характеристики процесса кристаллизации оказывает скорость охлаждения V,. С ростом V, снижаются температуры начала TN и конца TK кристаллизации. При этом в исследуемом диапазоне изменения V, значения TN уменьшаются примерно на 15 К, а TK - на 20 К, температурный интервал кристаллизации ДТ возрастает примерно на 5 К. Увеличение скорости охлаждения сказывается также на положении (ТМ) и величине максимума удельного теплового потока Qm3* (см. рисунок и табл. 1), приводя к снижению температуры ТМ на 16-18 К и существенному уменьшению Qf}sx (в 4,3-6,3 раза).

Табл. 1. Характеристики процесса кристаллизации полимерных нанокомпозитов на основе полиэтилена, наполненных углеродными нанотрубками, при различных методах их получения

m, %

Tn , K

Tm, K

Tk, K

AT, K

Q„max,

Вт/ кг

m, %

Tn , K

Tm, K

Tk, K

AT, K

Q„max,

Вт/ кг

Метод І

Метод ІІ

V, = 0,00833 К/с

0,2

382,2

376,2

372,7

9,5

13,7

0,2

382,1

376,2

372,6

9,5

13,8

0,3

382,1

376,1

372,5

9,6

13,4

0,3

382,3

376,6

373,7

8,6

15,8

1,0

380,6

376,0

371,2

9,4

12,8

1,0

380,8

376,3

372,3

8,5

15,1

4,0

380,3

375,9

371,0

9,3

12,7

4,0

380,6

375,5

372,1

8.5

15,0

V, = 0,0333 К/с

0,2

379,2

373,2

368,2

11,0

10,3

0,2

379,3

373,3

368,4

10,9

10,4

0,3

379,1

373,1

368,3

10,8

10,5

0,3

379,1

373,3

369,2

9,9

11,6

1,0

377,9

373,4

367,0

10,9

9,7

1,0

377,9

373,4

368,2

9,7

10,8

4,0

377,7

373,2

366,9

10,8

9,6

4,0

377,7

373,1

367,9

9,8

10,7

V, = 0,0833 К/с

0,2

375,8

369,5

363,5

12,3

5,7

0,2

375,6

369,4

363,4

12,2

5,6

0,3

375,6

369,4

363,5

12,1

5,6

0,3

375,6

370,4

365,1

10,5

6,7

1,0

374,7

368,2

362,5

12,2

5,5

1,0

374,7

370,5

364,1

10,6

6,5

4,0

374,3

368,0

362,3

12,0

5,4

4,0

374,5

370,3

363,8

10,7

6,4

V, = 0,3333 К/с

0,2

366,5

358,8

351,8

14,7

2,5

0,2

366,5

359,0

352,0

14,5

2,3

0,3

366,4

358,7

351,6

14,8

2,4

0,3

366,4

360,7

354,0

12,4

3,7

1,0

365,6

358,1

350,9

14,7

2,1

1,0

365,6

360,5

353,3

12,3

3,3

4,0

365,4

357,9

350,6

14,8

2,0

4,0

365,3

360,2

352,9

12,4

3,2

Табл. 2. Параметры структурообразования на начальной стадии кристаллизации полимерных нанокомпозитов на основе полиэтилена, наполненных углеродными нанотрубками, при различных методах их получения

w, %

ai, K

K1, 1/с

Ri

a2,10-6 K

K2, 1/с

R2

Метод I

0,0

0,149

0,0590

0,7900

2,621

0,114

0,943

0,2

0,156

0,0485

0,7850

2,694

0,103

0,934

0,3

0,176

0,0395

0,7795

2,721

0,097

0,949

1,0

0,184

0,305

0.7602

3,125

0,079

0,964

4,0

0,238

0,0120

0,7450

4,384

0,046

0,971

Метод II

0,0

0,149

0,0590

0,7900

2,621

0,114

0,9430

0,2

0,156

0,0502

0,7920

2,901

0,104

0,9517

0,3

0,164

0,0269

0,6911

2,979

0,096

0,9828

1,0

0,175

0,0178

0,6799

3,342

0,085

0,9897

4,0

0,199

0,089

0,6617

4,722

0,039

0,9981

Рисунок. Экзотермы кристаллизации полимерных нанокомпозитив на основе полиэтилена, наполненных УНТ, при их массовой доле ю = 0,2 % (а, д), 0,3 % (б, е), 1,0 % (в, ж), 4,0 % (г, з) в условиях получения композитов методом I (а-г) и методом П (д-з) для различных скоростей их охлаждения из расплава: 1 - V = 0,00833 К/с; 2 - 0,0333 К/с; 3 - 0,0833 К/с; 4 - 0,333 К/с

Отмеченные тенденции характерны для рассматриваемых нанокомпозитов независимо от методов их получения. Что же касается влияния собственного метода на характеристики экзотерм кристаллизации, то оно в целом невелико. Температура начала кристаллизации Тк практически не зависит от метода получения композита (отличия не превышают 0,3 К), температура конца кристаллизации Тк для метода II несколько выше, чем для метода I (отличия составляют 0,1...2,4 К). Соответственно, температурный интервал кристаллизации АТ для метода II уже, чем для метода I.

Температура ТМ, соответствующая максимуму удельного теплового потока , для метода II выше, чем для метода I; наибольшие отличия имеют место при больших скоростях охлаждения и составляют 2,3...2,4 К при массовой доле наполнителя ю > 0,3 %. Влияние метода получения композита на величину ОПа оказывается наибольшим при малой скорости охлаждения (V, = 0,00833 К/с); при этом для метода II значения выше, чем для метода I на 2,3...2,4 Вт/кг. Для других приведенных в табл. 1 скоростей V, эти отличия меньше и составляют 1,0 .1,2 Вт/кг при значениях ю > 0,3 % и не превышают 0,2 Вт/кг при ю = 0,2 %.

Отметим некоторые особенности влияния массовой доли наполнителя ю на характеристики экзотерм кристаллизации, представленные в табл. 1 и на рисунке. Как следует из полученных данных, увеличение ю при неизменных остальных параметрах приводит в целом к некоторому снижению температур Тм, Тм, Тк. Изменение же интервала температур кристаллизации АТ зависит от используемого метода получения композитов и составляет 0,1.0,3 К для метода I и 1,0...2,2 К для метода II. Влияние ю на максимальное значение удельного теплового потока также зависит от метода получения композитов. Если для метода I зависимость О]тах от ю является в целом монотонно убывающей, то для метода II она приобретает экстремальный характер, достигая максимума при ю = 0,3 % во всем исследуемом диапазоне изменения скорости V,. Величина этого максимума превосходит значение О]тах при ю = 0,2 % в 1,1.1,6 раза.

На базе полученных экспериментальных данных, как уже отмечалось, были проведены теоретические исследования по определению характеристик структурообразования полимерных нанокомпозитов на различных стадиях их кристаллизации. На начальной стадии для этой цели использовалось уравнение нуклеации (1) и определялись входящие в него параметры: приведенный коэффициент нуклеации ат, приведенный транспортный барьер Кт и безразмерный параметр формы т. Полученные данные представлены в табл. 2 для обоих рассматриваемых методов получения нанокомпозитов, различных значений массовой доли наполнителя ю и двух значений параметра формы т, отвечающих различным механизмам структурообразования - двумерному, плоскостному = 1) и трехмерному, объемному = 2). Приведенные в табл. 2 значения коэффициентов корреляции Rm свидетельствуют об удовлетворительном согласовании расчетных и экспериментальных данных. Анализ представленных в табл. 2 данных позволяет сделать вывод о том, что на стадии нуклеации реализуются оба отмеченных выше механизма структурообразования, причем поскольку для всех рассматриваемых вариантов коэффициент R2 превышает R1, то преобладающим для исследуемых условий оказывается объемный механизм кристаллизации.

Следует отметить влияние на степень преобладания объемного механизма структурообразования над плоскостным таких факторов, как метод получения нанокомпозитов и массовая доля наполнителя ю. При использовании метода I увеличение ю приводит к незначительному изменению коэффициентов R1 и R2 (см. табл. 2). При этом значения R1 уменьшаются, а R2 - увеличиваются, так что степень преобладания объемного механизма структурообразования на плоскостным несколько возрастает.

Для нанокомпозитов, получаемых методом II, следствием повышения величины ю является весьма существенное снижение коэффициента R1 и заметное превышение R2 над R1 (при ю = 4 % величина: R1 = 0,6617; R2 = 0,9981), что свидетельствует о все более существенном преобладании объемного механизма кристаллизации над плоскостным с ростом массовой доли наполнителя.

При теоретическом анализе экспериментальных экзотерм кристаллизации на второй стадии структурообразования - стадии кристаллизации во всем объеме композита - изучению подлежали два механизма структурообразования. Первый из них связан с кристаллизацией собственно полимерной матрицы; его анализ базируется на использовании уравнении Колмогорова-Авра- ми (2). Во втором механизме структурообразования существенную роль играют частицы наполнителя, поскольку они рассматриваются в качестве центров кристаллизации. Анализ особенностей этого механизма структурообразования проводился на основе модифицированного уравнения Колмогорова-Аврами (3).

В результате выполненных исследований определялись такие характеристики процесса структурообразования, как эффективная константа скорости Кп, псевдопараметр формы п, объемная доля кристаллической фазы, отвечающая кристаллизации на флуктуациях плотности полимера и др. Соответствующие расчетные данные представлены в табл. 3 для различных значений скорости охлаждения, массовой доли наполнителя и двух рассматриваемых методов получения композитов. Из приведенных данных следует, что значения псевдопараметра формы п, характеризующего первый из отмеченных механизмов кристаллизации, во всем исследованном диапазоне ю и V, изменяются несущественно и

лежат в пределах п = 3,03,3. Это свидетельствует об

объемном, трехмерном характере рассматриваемого механизма кристаллизации композитов независимо от использованного метода их получения, скорости охлаждения и доли наполнителя.

В отличие от изложенного на характер второго из рассматриваемых механизмов кристаллизации (центрами которой служат частицы наполнителя) существенное влияние оказывают как метод получения композита, так и массовая доля наполнителя.

Для композитов, полученных методом I, указанный механизм кристаллизации является объемным (п" = 2,73,1) во всем исследуемом диапазоне изменения параметров т и V,. При использовании метода II изучаемый механизм кристаллизации остается объемным только при малых долях наполнителя (п"=3,0_3,1 лишь при т = 0,2 % (см. табл. 3)) и становится близким к стержневому, одномерному (п" = 1,11,4) при больших долях наполнителя (т = 0,3 _4 %).

Выводы

Выполнено исследование особенностей структурообразования полимерных нанокомпозитов на различных стадиях их кристаллизации из расплава. Показано, что на начальной стадии (стадии нуклеации) реализуются два механизма кристаллизации - плоскостной и объемный - с преобладанием последнего. Установлено влияние метода получения композитов на степень этого преобладания. Для композитов, полученных смешением компонентов в сухом виде (метод I), отмеченное преобладание невелико и слабо зависит от массовой доли наполнителя т. Для композитов, полученных смешением компонентов в расплаве (метод II), преобладание объемного механизма является более значительным и существенно возрастает по мере увеличения т.

Табл. 3. Параметры структурообразования на стадии кристаллизации полиэтилена, наполненных углеродными нанотрубками, при различных методах их получения

a, %

V, K/c

Уравнение (2)

Уравнение (3)

n

Kn, 10-5 Kn

x2, 10-5

f

K'n, 10-5 K-n

n”

K''n, 10-J K'n

Метод І

0,0083

3,2

297

89

0,74

100

3,1

374

2

0,2

0,0333

3,3

275

81

0,75

88

3,0

358

3

0,0833

3,2

261

77

0,76

71

3,1

313

3

0,3333

3,2

196

94

0,75

79

3,0

289

4

0,0083

3,3

421

101

0,75

99

2,8

559

1

0,3

0,0333

3,1

395

86

0,74

98

2,7

534

3

0,0833

3,0

343

95

0,73

88

2,8

493

4

0,3333

3,1

300

89

0,72

90

2,9

453

6

0,0083

3,2

285

101

0,71

97

2,9

524

8

1,0

0,0333

3,2

302

85

0,74

101

2,8

509

6

0,0833

3,1

305

79

0,73

102

2,7

497

5

0,3333

3,2

345

94

0,70

99

2,8

485

9

0,0083

3,1

275

112

0,77

146

2,8

487

11

4,0

0,0333

3,1

270

104

0,78

141

2,9

467

9

0,0833

3,0

264

102

0,75

135

2,9

451

8

0,3333

3,1

245

95

0,73

124

2,7

423

10

Метод ІІ

0,0083

3,2

292

98

0,73

92

3,0

317

6

0,0333

3,2

254

92

0,75

67

3,1

301

2

0,2

0,0833

3,3

238

86

0,73

84

3,1

274

4

0,3333

3,1

201

84

0,74

97

3,0

247

3

0,0083

3,1

400

94

0,77

80

1,2

504

2

0,3

0,0333

3,1

384

82

0,76

69

1,2

461

2

0,0833

3,2

375

79

0,76

88

1,3

433

1

0,3333

3,2

354

83

0,74

79

1,2

373

2

0,0083

3,0

401

79

0,79

94

1,3

497

3

1,0

0,0333

3,0

387

85

0,78

92

1,3

485

2

0,0833

3,1

365

59

0,79

84

1,2

462

9

0,3333

3,1

302

97

0,78

80

1,2

450

8

0,0083

3,0

452

97

0,81

85

1,1

425

4

4,0

0,0333

3,2

416

95

0,80

87

1,4

419

4

0,0833

3,2

397

88

0,79

86

1,3

402

6

0,3333

3,1

384

87

0,78

80

1,2

397

8

в объеме полимерных нанокомпозитов на основе

На второй стадии кристаллизации (структурообразо- ванбия во всем объеме) механизм кристаллизации на флуктуациях плотности полимера имеет трехмерный характер для обоих рассматриваемых методов во всем диапазоне изменения параметров V, и т. Механизм же кристаллизации на частицах наполнителя существенно зависит от метода получения полимера. Для метода І указанный механизм является объемным, для метода ІІ механизм кристаллизации близок к стержневому, одномерному при больших долях наполнителя т > 0,3 % и оказывается объемным, трехмерным лишь при малой концентрации наполнителя = 0,2 %).

Перелік використаних джерел

нанотрубка кристаллизация полимерный полиэтилен

1 Dinzhos, R. V., Fialko, N. M., & Lysenkov, E. А. (2014). Analysis of thermal conductivity of polymer nanocomposites filled with carbon nanotubes and carbon black. Journal of Nanoscience and Electronic Physics, 6(1), 01015-1-01015-6.

2 Dolinskiy, A. A., Fialko, N. M., Dinzhos, R. V., & Navrodska, R. A. (2015). Teplofizicheskiye svoystva polimernykh mikro- i nanokom- pozitov na osnove polikarbonata. [Thermophysical properties of polymer micro- and nanocomposites based on polycarbonate]. Industrial Heat Engineering, 37(2), 12-18. [In Russian].

3 Dolinskiy, A. A., Fialko, N. M., Dinzhos, R. V., & Navrodska, R. A. (2015). Teplofizicheskiye kharakteristiki vysokoteploprovodnykh polimernykh mikro- i nanokompozitov. [Thermophysical characteristics of highly heat-conducting polymeric micro- and nanocomposites]. Industrial Heat Engineering, 37(5), 5-15. [In Russian].

4 Dolinskiy, A. A., Fialko, N. M., Dinzhos, R. V., & Navrodska, R. A. (2015). Teplofizicheskiye svoystva nizkoteploprovodnykh poli- mernykh nanokompozitov dlya elementov energeticheskogo oboru- dovaniya. [Thermophysical properties of low-conductivity polymer nanocomposites for energy equipment elements]. Industrial Heat Engineering, 37(6), 5-14. [In Russian].

5 Dolinskiy, A. A., Fialko, N. M., Dinzhos, R. V., & Navrodska, R. A. (2015). Temperaturnyye zavisimosti koeffitsiyentov teploprovod- nosti polimernykh mikro- i nanokompozitsionnykh materialov [Temperature dependences of the thermal conductivity coefficients of polymeric micro- and nanocomposite materials]. Industrial Heat Engineering, 55(1), 5-15. [In Russian].

6 Dolinskiy, A. A., Fialko, N. M., Navrodska, R. A., & Gnedash, G. A. (2014). Osnovnyye printsipy sozdaniya teploutilizatsionnykh tekhnologiy dlia kotelnykh maloy energetiki [Basic principles of heat recovery technologies for boilers of the low thermal power]. Industrial Heat Engineering, 36(4), 27-35. [In Russian].

7 Fialko, N. M., Aronov, I. Z., Navrodskay, R. A., & Presich, G. A. (2003). Effektivnost primeneniya kondensatsionnykh teploutilizato- rov v sistemakh teplosnabzheniya [The efficacy of the condensing heat exchanger in heat supply systems]. Industrial Heat Engineering, 25(3), 36-41. [In Russian].

8 Fialko, N. M., Dinzhos, R. V, & Navrodska, R. A. (2016). Vliyaniye tipa polimernoy matritsy na teplofizicheskiye svoystva i strukturo- obrazovaniye polimernykh nanokompozitov. [The influence of the type of polymer matrix on the thermophysical properties and the structure formation of polymeric nanocomposites]. Technological systems, 35(3), 49-59. [In Russian].

9 Fialko, N. M., Dinzhos, R. V., Sherenkovsky, Yu. V., Meranova, N. O., & Navrodska, R. A. (2017). Teploprovodnost polimernykh mikro- i nanokompozitov na osnove polietilena pri razlichnykh meto- dakh ikh polucheniya [Heat conductivity of polymeric micro- and nanocomposites based on polyethylene at various methods of their preparation]. Industrial Heat Engineering, 39(4), 21-25. [In Russian].

10 Fialko, N. M., Gomon, V. I., Navrodska, R. A., Prokopov, V. G., & Presich, G. A. (2000). Osobennosti metodiki rascheta po- verkhnostnykh teploutilizatorov kondensatsionnogo tipa. [Specifics of the calculation procedure for surface heat exchangers of condensation type]. Industrial Heat Engineering, 22(2), 49-53. [In Russian].

11 Fialko, N. M., Navrodska, R. O., Dinzhos, R. V., Meranova, N. O., & Shevchuk, S. I. (2017). Effektivnost ispolzovaniya polimernykh mikro- i nanokompozitov dlya teploobmennykh apparatov gazo-ga- zovogo tipa [Efficiency of polymer micro and nanocomposites for heat-exchange gas-gas type devices]. Industrial Heat Engineering, 39(5), 12-19. [In Ukrainian].

12 Fialko, N. M., Stepanova, A. I., Navrodska, R. A., & Sherenkovsky, Yu. V. (2014). Effektivnost teploutilizatcionnoi ustanovki dlia kotelnykh, optimizirovannoi razlichnymi metodami. [Efficiency of heat utilization unit for boiler houses, optimized by various methods]. Industrial Heat Engineering, 36(1), 41-46. [In Russian].

13 Fialko, N. M., Stepanova, A. I., Presich, G. A., & Navrodska, R. A. (2012). Termodinamicheskaya optimizatsiya i analiz effektivnosti teploutilizatsionnykh sistem kotel'nykh agregatov. [Thermodynamic optimization and analysis of efficiency of heat recovery systems of boiler units]. Industrial Heat Engineering, 34(1), 90-93. [In Russian].

14 Fialko, N. M., Zimin, L. B., & Dubovskoy, S. V. (2000). Utilizatsiya energii vybrosov sistem mestnoy ventilyatsii metropolitenov s po- moshchyu teplovykh nasosov [Utilization of energy emissions of local ventilation systems of subways using heat pumps]. Industrial Heat Engineering, 22(1), 90-93. [In Russian].

15 Zimin, L. B., & Fialko, N. M. (2008). Analiz effektivnosti teplona- sosnykh sistem utilizatsii teploty kanalizatsionnykh stokov dlia tep- losnabzheniya sotsialnykh obektov [Analysis of the effectiveness of heat pump systems of sewage runoff heat recovery for social facilities heat supply]. Industrial Heat Engineering, 30(1), 77-85. [In Russian].

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Нанокомпозиты на основе природных слоистых силикатов и на основе монтмориллонита. Анализ методов синтеза полимерных нанокомпозитов. Перспективы производства полимерных нанокомпозитов. Свойства нанокомпозитов кремния. Структура слоистого силиката.

    курсовая работа [847,7 K], добавлен 12.12.2013

  • Основные способы производства полиэтилена. Получение полиэтилена при высоком давлении. Способ полимеризации в массе. Характеристические свойства полиэтилена. Технологический процесс разложения и отмывки катализатора. Оценка показателя текучести.

    реферат [630,7 K], добавлен 02.06.2012

  • Влияние графитовых наполнителей на радиофизические характеристики композиционных материалов на основе полиэтилена. Разработка на базе системы полиэтилен-графит композиционного материала с наилучшими радиопоглощающими и механическими показателями.

    диссертация [795,6 K], добавлен 28.05.2019

  • Историческая справка о методах получения и использования полиэтилена. Процесс полимеризации этилена. Техническая характеристика сырья полуфабрикатов и продукта. Расчет материального баланса производства полиэтилена низкого давления газофазным методом.

    дипломная работа [530,5 K], добавлен 26.01.2014

  • Способы получения полимерных композитов, тип наполнителя и агрегатное состояние полимера. Физико-химические аспекты упрочнения и регулирования свойства полимеров, корреляция между адгезией и усилением. Исследование взаимодействия наполнитель-связующее.

    реферат [21,9 K], добавлен 30.05.2010

  • Технология производства холоднокатаного оцинкованного проката, анализ процессов структурообразования при отжиге. Результаты исследований кинетики рекристаллизации феррита, влияющие факторы. Моделирование деформационного упрочнения при холодной прокатке.

    магистерская работа [217,6 K], добавлен 18.10.2015

  • Условия получения мелкозернистой структуры при самопроизвольной развивающейся кристаллизации. Схема возникновения нормальных и касательных напряжений в металле при его нагружении. Рассмотрение процессов структурообразования железоуглеродистых сплавов.

    контрольная работа [486,1 K], добавлен 27.06.2014

  • Технологические операции, используемые в процессе производства полимерных труб. Базовые марки полиэтилена и полипропилена, рецептуры добавок, печатных красок, лаков для производства полимерных труб. Типы труб и их размеры. Основные формы горлышка трубы.

    контрольная работа [71,3 K], добавлен 09.10.2010

  • Общие закономерности строения композитных наноматериалов, их виды: на основе керамической, слоистой, металлической и полимерной матрицы. Механические, электрические, термические, оптические, электрохимические, каталитические свойства нанокомпозитов.

    реферат [377,0 K], добавлен 19.05.2015

  • Свойства и получение резинопластов. Механические свойства резинопластов. Свойства и структура термопластов, наполненных жесткими дисперсными наполнителями. Применение в качестве гидроизоляционных, кровельных материалов. Введение в полимер наполнителя.

    реферат [31,1 K], добавлен 15.05.2015

  • Технология производства промышленных полиэтиленов, исходное сырье. Полиэтиленовая продукция и способы влияния на ее свойства. Методика производства труб из полиэтилена низкого давления путем применения суперконцентратов для окрашивания в различные цвета.

    дипломная работа [519,2 K], добавлен 20.08.2009

  • Термопласты, применяемыми в производстве труб. Прочностные характеристики труб из полиэтилена. Формование и калибрование заготовки трубы. Технические требования, предъявляемые к трубным маркам полиэтилена и напорным трубам, методы контроля качества.

    курсовая работа [923,0 K], добавлен 20.10.2011

  • Методы производства полиэтилена низкого давления; выбор и обоснование технологии проектируемого производства. Характеристика продукции, ее применение; расчет и подбор оборудования; автоматизация процессов. Экологическая и экономическая оценка проекта.

    дипломная работа [209,2 K], добавлен 12.03.2011

  • Характеристика полиэтилена высокого давления. Физико-химические свойства. Нормативно-техническая документация. История возникновения и развития ОАО "Казаньоргсинтез". Назначение и особенности IDEF0-моделирования. Модель производства процессов "Как есть".

    курсовая работа [42,5 K], добавлен 03.05.2015

  • Основные стадии технологической схемы производства полиэтиленовых труб. Особенности подготовки и загрузки сырья, приготовление композиций. Экструзия полиэтилена с формированием трубной заготовки. Вакуумная калибровка, вытяжка, охлаждение и разрезка.

    реферат [29,8 K], добавлен 07.10.2010

  • Ненасыщенные карбоновые кислоты и карбоксилаты на их основе. Методы получения, молекулярная и структурная организация получаемых металлополимеров и нанокомпозитов. Методика расчета предорганизации ненасыщенных дикарбоновых кислот по отношению к кобальту.

    научная работа [315,7 K], добавлен 21.10.2013

  • Линия по переработке бытовых полиэтиленовых и полипропиленовых отходов. Переработка использованных одноразовых шприцов с целью получения вторичного сырья из композиции на основе полиэтилена и полипропилена. Обеспечение безопасности и экологичности.

    дипломная работа [11,7 M], добавлен 25.02.2010

  • Разработка составов огнеупорной композиции для производства керамического кирпича методом полусухого прессования. Особенности структурообразования масс в процессе обжига. Анализ влияния температуры обжига на изменение физико-механических свойств образцов.

    дипломная работа [1,8 M], добавлен 31.12.2015

  • Источники энергии для сварки, их классификация, виды и требования к ним. Особенности и этапы кристаллизации металла в сварочной ванне. Рафинирование металла при сварке плавлением, основные факторы, влияющие на скорость и эффективность данного процесса.

    контрольная работа [203,2 K], добавлен 23.10.2014

  • Описание процесса структурообразования мармелада на основе агара и сахара. Составление уравнения регрессии, отражающего зависимость пластической прочности массы от дозировки сахара и малинового пюре. Оптимизация структурно-механических свойств мармелада.

    реферат [44,9 K], добавлен 23.08.2013

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.