4_2019_s_8

 

Название статьи ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ВЫСОКОНАПОЛНЕННЫХ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ СВМПЭ В УСЛОВИЯХ ИНТЕНСИВНОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ АКТИВАЦИИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ РАДИАЦИОННО-ЗАЩИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Авторы

В.И. ЖОРНИК,, д-р техн. наук, доц., заведующий лабораторией наноструктурных и сверхтвердых материалов, Объединенный институт машиностроения НАН Беларуси, г. Минск, Республика Беларусь, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

С.А. КОВАЛЕВА, старший научный сотрудник лаборатории наноструктурных и сверхтвердых материалов, Объединенный институт машиностроения НАН Беларуси, г. Минск, Республика Беларусь

Т.Ф. ГРИГОРЬЕВА, д-р хим. наук, ведущий научный сотрудник лаборатории химического материаловедения, Институт химии твердого тела и механохимии CO РАН, г. Новосибирск, Россия

Т.Ю. КИСЕЛЕВА, д-р физ.-мат. наук, доцент кафедры физики твердого тела, Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, г. Москва, Россия

М.А. БЕЛОЦЕРКОВКСКИЙ, д-р техн. наук, доц., заведующий лабораторией газотермических методов упрочнения деталей машин, Объединенный институт машиностроения НАН Беларуси, г. Минск, Республика Беларусь, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

И.И. ТАРАН, старший научный сотрудник лаборатории газотермических методов упрочнения деталей машин, Объединенный институт машиностроения НАН Беларуси, г. Минск, Республика Беларусь

И.В. ВАЛЬКОВИЧ, научный сотрудник лаборатории наноструктурных и сверхтвердых материалов, Объединенный институт машиностроения НАН Беларуси, г. Минск, Республика Беларусь

П.А. ВИТЯЗЬ, акад. НАН Беларуси, д-р техн. наук, начальник отделения технологий машиностроения и металлургии, Объединенный институт машиностроения НАН Беларуси, г. Минск, Республика Беларусь

Н.З. ЛЯХОВ, акад. РАН, д-р хим. наук, главный научный сотрудник, Институт химии твердого тела и механохимии CO РАН, г. Новосибирск, Россия
В рубрике ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА
Год 2019 номер журнала 4 Страницы

70–78
Тип статьи Научная статья Индекс УДК 621.762.2 Индекс ББК  
Аннотация Методом ИК-Фурье спектроскопии исследованы структурные изменения сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ), наполненного 70 масс.% ультрадисперсными механокомпозитами Fe/M (M = HfC (12 об.%), TiC (26 об.%), TiB2 (27 об.%), B4C (51 об.%)) и активированного обработкой в планетарной шаровой мельнице, а также при компактировании наполненного механоактивированного полимерного порошка горячим прессованием. Показано, что при механической обработке ненаполненого СВМПЭ с малой дозой введенной механической энергии (Da ≤ 0,84 кДж/г) значительных изменений в его молекулярной структуре не происходит, а изменение формы частиц порошка связано с сегментальной подвижностью макромолекул. Введение наполнителя приводит к формированию межфазной зоны полимер–наполнитель с разветвленной структурой полимера. Степень кристалличности (χ) механоактивированных порошков наполненных полимеров при дозе Da = 0,21 кДж/г снижается относительно механоактивированного ненаполненного СВМПЭ при дозе Da = 0,84 кДж/г от 44 до 25–40 об.% в зависимости от природы наполнителя. Окислительной деструкции полимера при механоактивации не происходит. При горячем прессовании наполненных механоактивированных порошков степень кристалличности СВМПЭ несколько увеличивается (до χ = 35–45 об.% ), но оказывается в 1,6 раза ниже по сравнению с компактированным ненаполненным СВМПЭ. При горячем прессовании происходит незначительное окисление полимера.
Ключевые слова механическая активация, механокомпозиты, сверхвысокомолекулярный полиэтилен, наполненные полимеры
   
Список цитируемой литературы
  1. Анализ эффективности полимерматричных композитов на основе СВМПЭ с рентгенозащитными наполнителями / С.А. Кузнецов [и др.] // Современные проблемы науки и образования. — 2013. — № 4.
  2. Гульбин, В.Н. Разработка композиционных материалов, модифицированных нанопорошками, для радиационной защиты в атомной энергетике / В.Н. Гульбин // Ядерная физика и инжиниринг. — 2011. — Т. 2, № 3. — С. 272–286.
  3. Капитонов, А.М. Физико-механические свойства композиционных материалов. Упругие свойства / А.М. Капитонов, В.Е. Редькин; Сиб. Федер. ун-т. — Красноярск, 2013. — 533 с.
  4. Composite Materials Based on Ultra High Molecular Polyethylene: Properties, Application Prospects / G.E. Selyutin [et al.] // Chemistry for Sustainable Development. — 2010. — № 18(3). — Рр. 301–314.
  5. Поляризационная модель упрочнения термопластов, содержащих ультрадисперсные неорганические наполнители / Л.С. Пинчук [и др.] // Журнал технической физики. — 2000. — Т. 70, Вып. 2. — С. 38–42.
  6. Связь между механическими свойствами и конформационным составом полимеров/ П.М. Пахомов [и др.] // Высокомолек. соед. — 1984. — Т. 26А, № 6. — С. 1288–1293.
  7. Лебедев, Д.В. Строение поверхности насцентных частиц реакторных порошков сверхвысокомолекулярного полиэтилена / Д.В. Лебедев [и др.] // Физика твердого тела. — 2009. — Т. 51, Вып.8 — С. 1645–1652.
  8. Mechanochemical synthesis of composite powders based on iron and highly dispersed titanium carbide / S.A. Kovaliova [et al.]. // The Optimization of Composition, Structure and Properties of metals, Oxides, Composites nano- and amorphous materials. Proceedings of the 17th Bi-national israeli-russian Workshop, Moscow, 13–17 august 2018. — Yekaterinburg, 2018. — Рр. 91–97.
  9. Griffiths, P. Fourier transform infrared spectroscopy, 2nd edition/ P. Griffiths, J.A. de Haseth. — Hoboken: John Wiley & Sons, Inc. 2007. — 529 p.
  10. Дель Фанти, А.Н. Инфракрасная спектроскопия полимеров / А.Н. Дель Фанти; пер. с англ. Б.Н. Тарасевич [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.biblus.ru/ Default.aspx?book=1b466g1b1. — Дата доступа: 14.03.2014.
  11. Расчет содержания кристаллической, промежуточной и аморфной областей полиэлилена и его производных по данным Фурье-ИК спектроскопии / И.А. Деев [и др.] // Вестн. Казан. технол. ун-та. — 2012. — Т. 15, № 13. — С. 152–157.
  12. Кристаллические полиолефины: в 2 ч. Часть 2. Строение и свойства / под ред. Р.А. Раффа, К.В. Дока; пер. с англ. под ред. А.Я. Малкина. — М.: Химия, 1970. — 472 с.
  13. Методы исследования структуры и свойств полимеров: учеб. пособие / под ред. И.Ю. Аверко-Антоновича, Р.Т. Бикмуллина. — Казань: КГТУ, 2002. — 604 с.
  14. Бучаченко, А.Л. Структурные исследования макромолекул спектроскопическими методами / А.Л. Бучаченко. — М.: Химия, 1980. — 302 с.
  15. Okhlopkova, A.L. Polymeric composite materials for triboengineering applications based on superhigh molecular polyethylene and ultradispersed compounds / A.L. Okhlopkova, O.V. Gogoleva, E.Yu Shits // Journal of Friction and Wear, 2004. — Vol. 25, iss. 2. — Рp. 202–206
  16. Функциональные материалы на основе наноструктурированных порошков гидроксида алюминия / П.А. Витязь [и др.] — Минск: Беларус. навука, 2010. — 183 с.
  17. Молекулярно-релаксационные и структурно-механические характеристики композитов на основе сверхмолекулярного полиэтилена, полученных жидко- и твердофазной экструзией / Г.С. Баронин [и др.] // Физика и техника высоких давлений. — 2009. — Т. 19, № 2. — С. 147–155.
  18. Kikutani, T. Formation and structure of high mechanical performance fibers. II. Flexible polymers / T. Kikutani // J. Appl. Polym. Sci. — 2002. — Vol. 83. — Рр. 559–571.
  19. Брагинский, Р.П. Стабилизация радиационно-модифицированных полиолефинов / Р.П. Брагинский, Э.Э. Финкель, С.С. Лещенко. — М.: Химия, 1973. — 200 с.