- •Введение
- •1 Литературный обзор по теме «особенности морфологии и энергетического состояния наночастиц для модифицирования полимерных материалов»
- •Наночастицы
- •(Белые) и меди (розовые)
- •1.2 Методы получения нрч
- •Золь-гель методом
- •Изолированных нрч
- •1.3 Исследования структуры наночастиц различного состава, строения и технологии получения
- •И укладка второго слоя шаров в плотнейшей упаковке (справа)
- •1.4 Вывод по литературному обзору
- •2 Патентный поиск
- •2.1 Проведение патентного поиска
- •Способ получения углеродного наноматериала
- •Способ получения углеродного наноматериала
- •Способ получение углеродного наноматериала
- •Способ получения наноразмерных частиц карбида титана
- •Способ получения наночастиц
- •Способ выделения наноалмазов детонационного синтеза с повышенной коллоидной устойчивостью
- •2.2 Вывод по патентному поиску
- •3 Методики исследования наномодификаторов и композиционных материалов
- •3.1 Рентгеноструктурный анализ
- •Излучения на атомных плоскостях монокристалла
- •Рефлексом r
- •3.2 Метод термостимулированных токов
- •Электроники правления (слева).
- •3.3 Показатель текучести расплава
- •3.4 Определение прочности при разрыве композиционных материалов
- •3.5 Определение триботехнических характеристик образцов
- •3.6. Метод решётчатых надрезов
- •4 Экспериментальная часть
- •4.1 Объекты исследования
- •4.2 Определение зарядового состояния шунгита методом термостимулированных токов
- •4.3 Исследование показателей текучести расплава
- •4.4 Результаты физико-механических испытаний
- •4.5 Результаты триботехнических характеристик образцов
- •От количества оборотов для па-6
- •От количества оборотов для па-11
- •4.6 Результаты проверки на адгезию
- •4.7 Вывод по экспериментальной части
- •5 Расчет экономической эффективности
- •6 Охрана труда и техника безопасности. Экологические аспекты
- •6.1 Охрана труда и техника безопасности при работе с полимерными материалами
- •5.2 Экологические аспекты
- •Заключение
- •Список использованных источников
- •Приложение а Патентный поиск по теме исследований
Введение
Структуры наноразмерного масштаба с течением времени начинают играть все большую роль в приоритетных областях научно-технической деятельности человека [1]. Благодаря малым размерам, особой внутренней организации, способностью к очень плотной упаковке, сильными взаимодействиями с соседними структурами возможно создание на их основе материалов с принципиально новыми физическими и химическими свойствами [2].
Термин «нано» происходит от греческого слова «нанос» и соответствует объектам с размером 10-9 м. Наноматериалы - материалы, основные физические характеристики которых определяются свойствами содержащихся в них нанообъектов; кристаллические или аморфные системы с размером частиц или кристаллитов менее 100 нм [3].
Различают нанофазные и нанокомпозиционные материалы. Под нанофазными понимают материалы, у которых размер частиц, кристаллов или фаз не превышает 100 нм. Нанокомпозиционные материалы представляют собой матрицу, в которой случайным образом распределены наноразмерные частицы [3].
Активность наночастиц определяется наличием нескомпенсированного заряда. Поэтому представляет интерес исследование структуры и зарядового состояния наноразмерных наполнителей полимерных матриц. Исходя из этого, целью дипломной работы является исследование морфологии и зарядового состояния наноразмерных наполнителей полимерных матриц для создания покрытия с улучшенными служебными характеристиками.
1 Литературный обзор по теме «особенности морфологии и энергетического состояния наночастиц для модифицирования полимерных материалов»
Низкоразмерные частицы (НРЧ) разнообразного строения и технологии получения используют для создания нанокомпозиционных полимерных материалов различного функционального назначения.
Эффективными модификаторами полимерных термопластичных и термореактивных матриц являются наноразмерные частицы металлов. Введение в термопласты (полиамиды, полиолефины) малых добавок ультрадисперсных металлов (0,005 - 0,1 мас. %) увеличивает их прочность, износостойкость и стойкость к воздействию термоокислительных сред [4].
Широко применяются в качестве нанофазных модификаторов углесодержащие волокна, получаемые в результате высокотемпературной обработки органических волокон различного состава. Благодаря сочетанию высоких прочностных и теплофизических характеристик, химической стойкости, износостойкости их применяют для изготовления изделий из композиционных материалов различного функционального назначения, в том числе триботехнических [5].
В последние годы увеличивается количество работ, посвященных полимерным нанокомпозиционным материалам, которые содержат в качестве модификаторов наночастицы природных минералов, т.е. «геомодификаторы». Наиболее широко используются в полимерных нанокомпозитах природные силикаты: слюды, глины и т.п. При введении наночастицы природных минералов наблюдается повышение триботехнических, адгезионных и физико-механических характеристик [6].
Особое энергетическое состояние наноразмерных частиц, обусловленное их габитусом, кристаллохимическим строением полуфабрикатов и технологией получения, создает предпосылки его активного влияния на параметры структуры полимерной, олигомерной или совмещенной матрицы на различных уровнях: молекулярном, межмолекулярном, надмолекулярном и фазовом.
У наноразмерных частиц независимо от технологии их получения и состава формируется особое зарядовое состояние, которое необходимо учитывать при формировании композита и его применении в инженерной практике.
Активность низкоразмерных частиц в процессах адсорбционного взаимодействия с окружающей средой предполагает их влияние не только на надмолекулярный, но и молекулярный, межмолекулярный и фазовый уровень структуры композита. Поэтому наномодификаторы в отличие от макрочастиц способны проявлять свое воздействие уже при небольших (“допинговых”) добавках, что существенно влияет на технологию получения и переработки композитов [6].