Упаковка частиц наполнителей разных размеров и реологические свойства полимерных дисперсий с разными типами структур

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Рассмотрены описание структуры дисперсно-наполненных полимерных композиционных материалов и основные параметры, характеризующие ее. Проведен анализ ряда современных моделей, используемых для описания реологических свойств дисперсно-наполненных полимерных композиционных материалов. Предложена обобщенная математическая модель, которая связывает относительную вязкость с параметрами дисперсной структуры. На примере дисперсно-наполненных полимерных композиционных материалов с различными средними размерами частиц (стеклянные микрошарики, маршалит и белая сажа) показано, что представленная модель позволяет на основе структурных параметров описать зависимость эффективной вязкости исследованных дисперсий во всем диапазоне содержания наполнителей для всех дисперсных систем с различными полимерными матрицами и наполнителями. Применение в технологической практике данного подхода позволяет по параметрам заданного типа структуры дисперсно-наполненного полимерного композиционного материала оценить значения вязкости расплавов.

Об авторах

И. Д Симонов-Емельянов

ФГБОУ ВО МИРЭА - Российский технологический университет, Институт тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова

Москва, Российская Федерация

П. В Суриков

ФГБОУ ВО МИРЭА - Российский технологический университет, Институт тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова

Email: surikov@mirea.ru
Москва, Российская Федерация

Список литературы

  1. Основы технологии переработки пластмасс: Учебник для вузов / С.В. Власов, Л.Б. Кандырин, В.Н. Кулезнев и др. М.: Химия, 2004.
  2. Vlasov S.V., Kandyryn L.B., Kuleznev V.N., et al. Fundamentals of Plastics Processing Technology: Textbook for Universities. M.: Chemistry, 2004. (In Russ.)
  3. Полимерные композиционные материалы: структура, свойства, технология / Под ред. А.А. Берлина. С.-Пб.: Профессия, 2008.
  4. Polymer composite materials: structure, properties, technology. Edited by A.A. Berlin. St. Petersburg: Profession, 2008. (In Russ.)
  5. Симонов-Емельянов И.Д. Структура и свойства дисперсно-наполненных полимерных композиционных материалов. С.-Пб.: Изд-во ЦОП «Профессия», 2024.
  6. Simonov-Emelyanov I.D. Structure and Properties of Dispersion-Filled Polymer Composite Materials. St. Petersburg: COP Profession Publishing House, 2024. (In Russ.)
  7. Симонов-Емельянов И.Д., Суриков П.В. Обобщенная зависимость вязкости дисперсно-наполненных полимерных композиционных материалов с разными типами структур // Теорет. основы хим. технологии. 2023. Т. 57. № 4. С. 445.
  8. Simonov-Emelyanov I.D., Surikov P.V. Generalized Dependence of the Viscosity of Particulate-Filled Polymer Composite Materials with Different Types of Structures. Theor. Found. Chem. Eng. 2023. V. 57, № 4. P. 515.
  9. Симонов-Емельянов И.Д., Харламова К.И. Теоретические основы, модели и расчеты составов дисперсно-наполненных полимеров с разными типами структур и свойствами // Российский химический журнал. 2024. Т. 68. № 1. С. 58.
  10. Simonov-Emelyanov I.D., Kharlamova K.I. Theoretical foundations, models, and calculations of the compositions of dispersion-filled polymers with different types of structures and properties. Russian Chemical Journal. 2024, vol. 68, no. 1, p. 58. (In Russ.)
  11. Шкловский Б.И., Эфрос А.Л. Теория протекания и проводимости сильно неоднородных сред // Успехи физических наук. 1975. Т. 117. № 3. С. 401.
  12. Shklovsky B.I., Efros A.L. Theory of flow and conductivity of highly heterogeneous media. Advances in Physical Sciences. 1975, vol. 117, no. 3, p. 401. (In Russ.)
  13. Шкловский Б.И., Эфрос А.Л. Электронные свойства легированных полупроводников. М.: Наука, 1979.
  14. Shklovsky B.I. and Efros A.L. Electronic properties of doped semiconductors. M.: Nauka, 1979.
  15. Кербер М.Л., Виноградов В.М., Головкин Г.С. и др. Полимерные композиционные материалы: структура, свойства, технология / Под ред. Берлина А.А. СПб.: Профессия, 2023.
  16. Polymer composite materials: structure, properties, technology / Kerber M.L., Vinogradov V.M., Golovkin G.S. et al. Edited by Berlin A.A. St. Petersburg: Profession, 2023. (In Russ.)
  17. Баженов С.Л., Берлин А.А., Кульков А.А., Ошмян В.Г. Полимерные композиционные материалы / Долгопрудный: Издательский Дом «Интеллект», 2010.
  18. Bazhenov S.L., Berlin A.A., Kulkov A.A., Oshmyan V.G. Polymer composite materials. Dolgoprudny: Intellect Publishing House, 2010. (In Russ.)
  19. Структурные механизмы формирования механических свойств зернистых полимерных композитов. Кол. Авторов. Екатеринбург: Уро РАН, 1997.
  20. Structural mechanisms of mechanical properties formation in granular polymer composites. Collective work. Yekaterinburg: Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, 1997. (In Russ.)
  21. Oda M. Co-ordination number and its relation to shear strength of granular materials // Soils and Foundations.1977. V. 17. № 2. P. 547.
  22. Liu W., Jin Y., Chen S., Hernán A., Makse H.A., Li S. Equation of state for random sphere packing with arbitrary adhesion and friction // Soft Matter. 2017. V. 13. № 2. P. 421.
  23. An X.Z, Dong K.J., Yang R.Y., Zou R.P., Wang C.C., Yu A.B. Quasi-universality in the packing of uniform spheres under gravity // Granular Matter. 2016. V. 18. № 6. P. 1.
  24. Dyre J.C. Simple liquids’ quasiuniversality and the hard-sphere paradigm // J. Phys.: Condens. Matter. 2016 V. 28. № 32. P. 1.
  25. Павлючкова Е.А., Малкин А.Я., Корнев Ю.В., Симонов-Емельянов И.Д. Распределение наполнителя в полимерных композитах. Роль размера частиц и концентрации // Высокомолекулярные соединения. Серия А. 2023. Т. 66. № 1. С. 70.
  26. Pavlyuchkova E.A., Malkin A.Ya., Kornev Yu.V., Simonov-Emelyanov I.D. Distribution of filler in polymer composites. The role of particle size and concentration. High Molecular Compounds. Series A. 2023, vol. 66, no. 1, p. 70. (In Russ.)
  27. Панин В.Е. Основы физической мезомеханики // Физическая мезомеханика. 1998. № 1. С. 5.
  28. Panin V.E. Fundamentals of physical mesomechanics. Physical mesomechanics. 1998, no. 1, p. 5. (In Russ.)
  29. Люкшин Б.А. и др. Компьютерное моделирование и конструирование наполненных композиций / Новосибирск: Изд-во СО РАН. 2015.
  30. Люкшин Б.А. и др. Дисперсно-наполненные полимерные композиты технического и медицинского назначения / Под ред. Герасимова А.В. Новосибирск: Изд-во СО РАН. 2017.
  31. Lyukshin B.A. et al. Computer modeling and design of filled compositions. Novosibirsk: Publishing House of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences. 2015. (In Russ.)
  32. Матвеенко В.Н., Кирсанов Е.А. Вязкость и структура дисперсных систем // Вестн. Моск. ун-та. Серия 2. Химия. 2011. Т. 52. № 4. С. 243.
  33. Matveyenko V.N., Kirsanov E.A. Viscosity and structure of dispersed systems. Vestnik Moskovskogo Universiteta. Series 2. Chemistry. 2011, vol. 52, no. 4, p. 243. (In Russ.)
  34. Кирсанов Е.А., Матвеенко В.Н. Неньютоновское поведение структурированных систем. М.: ТЕХНОСФЕРА, 2016.
  35. Kirsanov E.A., Matveyenko V.N. Non-Newtonian behavior of structured systems. M.: TEKHNOSFERA, 2016. (In Russ.)
  36. Mooney M. The viscosity of concentrated suspension of spherical particles // Journal of Colloid Science. 1951. V. 6. № 2. P. 162.
  37. Малкин А.Я., Куличихин В.Г. Дилатансия и динамическое стеклование концентрированных суспензий: состояние проблемы // Коллоидный журнал. 2016. Т. 78. № 1. С. 3.
  38. Malkin A.Ya., Kulichikhin, V.G. Dilatancy and dynamic glass transition of concentrated suspensions: state of the problem. Colloid Journal. 2016, vol. 78, no. 1, p. 3. (In Russ.)
  39. Харламова К.И., Дергунова Е.Р., Симонов-Емельянов И.Д. Олигомероемкость дисперсных наполнителей и расчет их максимального содержания в полимерных композиционных материалах // Пластические массы. 2022. № 3-4. С. 21.
  40. Kharlamova K.I., Dergunova E.R., Simonov-Emelyanov I.D. Oligomer capacity of dispersed fillers and calculation of their maximum content in polymer composite materials. Plastics. 2022, no. 3–4, p. 21. (In Russ.)

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).