ВУЗ:
Составители:
полимера и металла изменяются свойства граничных слоев обоих материалов [75, 95, 96]. Влияние ме-
талла на структуру полимеров cказывается в слое глубиной до сотен микрон. В свою очередь полимеры
(особенно их расплавы) могут разрушать поверхностные слои металлов, ускорять или тормозить окис-
ление металла. Введение металлов в объем полимеров обусловливает переход от гетерогенных контакт-
ных процессов, инициируемых металлами, к гомогенным [97].
Контакт полимера с металлом, как правило, происходит через оксидную пленку металла. Толстые
оксидные пленки обладают низкими физико-механическими показателями, так как по поверхностным
дефектам происходит разрушение пары "металл-полимер", а тонкие оксидные пленки, например, на по-
верхности алюминия, обеспечивают прочную связь металла с полимером. Между полимером и метал-
лом при образовании композиционных материалов возможно образование и водородных связей [98].
Металлические наполнители придают полимерам специфические свойства. Так порошки железа и
его сплавов придают композиционным материалам ферромагнитные свойства, чешуйки алюминия, ни-
келя, серебра – низкую газо- и паропроницаемость, а порошки алюминия и медных сплавов – декора-
тивность [99].
Введение в полимер твердых дисперсных или волокнистых наполнителей неорганической или ор-
ганической природы осуществляется с целью экономии полимера или для изменения химических, фи-
зических, механических, термических, электрических, фрикционных и других свойств материалов. В
зависимости от влияния на физико-механичес-кие свойства композиционного материала наполнители
делят на активные, улучшающие свойства, и неактивные, которые на свойства композита не влияют, но
за счет своей дешевизны снижают его стоимость. В зависимости от того, на какие свойства поли-
мера влияет наполнитель, различают структурную, кинетическую и термодинамическую активность на-
полнителей.
Под структурной активностью наполнителя понимают его способность изменять надмолекулярную
организацию: размер, форму и распределение структурных единиц. Кинетическая активность наполни-
теля определяет подвижность различных кинетических единиц, т.е. спектр времен релаксации. Термо-
динамическая активность полимера – это его способность влиять на термодинамические параметры на-
полненного полимера.
Данные критерии позволяют понимать происходящие процессы при формировании метал-
лополимерных систем путем наполнения полимеров различными телами. При этом количест-
венные влияния наполнителя на характеристики получаемых композиционных материалов оп-
ределить очень сложно.
Структурирование полимера происходит в результате взаимодействия с полимером частиц напол-
нителя, которые являются в формируемой композиции узлами возникающей пространственной сетки
[75]. При этом наполнителя должно быть достаточно, чтобы его хватило для образования сплошной
сетки, таким образом определяется максимальное и достаточное количество наполнителя. При недос-
татке наполнителя может не образоваться сплошной сетки и не будет достигнут желаемый эффект уси-
ления. При избыточном количестве наполнителя может не получиться полного его смачивания полиме-
ром.
Упрочнение полимеров при введении дисперсных наполнителей получается за счет образования
непрерывного армирующего каркаса [75, с. 207, 306, 307]. Иногда наблюдается экстремальная зависи-
мость прочности от степени наполнения полимера, характеризующаяся наличием так называемого кон-
центрационного оптимума, который рассматривается как предел насыщения макромолекулами адсорб-
ционных центров на поверхности наполнителя [75, с. 308].
Одним из важных факторов определения прочностных характеристик является прочность адгезион-
ной связи полимера и наполнителя, т.е. энергия взаимодействия на границе раздела. В местах окисных
пленок на наполнителе в системе "полимер-металл" возникают локализованные напряжения, которые
приводят к разрастанию дефекта и разрушению материала. Поэтому поверхностная обработка наполни-
теля перед смешением в среде полимера имеет большое влияние на прочностные свойства. Формирова-
ние металлополимерной системы по предложенной нами технологии выгодно отличается от других тем,
что образование новых поверхностей наполнителя осуществляется в среде олигомера. Это обстоятель-
ство предотвращает окисление вновь образуемых поверхностей, а поэтому на поверхности раздела могут
возникать помимо адгезионных, также и химические связи. При этом не требуется поверхностная обра-
ботка перед смешением наполнителя с полимером.
На прочностные характеристики металлополимерных систем большое влияние могут оказывать
различия в коэффициентах термического расширения полимера и наполнителя. При изменениях
температур (охлаждение после диспергирования, нагрев в момент прессования изделий и охлаждение
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 30
- 31
- 32
- 33
- 34
- …
- следующая ›
- последняя »
