Современные технологии получения и переработки полимерных и композиционных материалов. Галыгин В.Е - 39 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

39
мер–наполнитель. При этом величина порога протекания, как правило,
не совпадает по величине с предсказанным теорией протекания и мо-
делью эффективной среды. В моделях определяют полную межфазную
свободную энергию g
*
смеси полимера и наполнителя. Показано, что
другими параметрами, влияющими на процесс образования цепочеч-
ных структур, являются вязкость расплава полимера и диаметр частиц
наполнителя. Как показывают экспериментальные данные, уменьше-
ние размера частиц наполнителя увеличивает вероятность образования
цепочечных структур, а рост вязкости повышает время, в течение ко-
торого эти структуры образуются. Окончательное уравнение для рас-
чёта порога протекания имеет вид:
( )
,expexp12
3
1
0
η
−+
η
−−γγ−γ+γ=
ν
ν−
∗∗
∗
ct
K
ct
dg
fmmf
f
f
где γ
f
и γ
m
– поверхностное натяжение частиц наполнителя и матрицы;
η – вязкость полимерной матрицы, соответствующая условиям в про-
цессе изготовления композита; d – диаметр частиц наполнителя; t –
время смешения двух компонентов; K
0
– межфазная свободная энергия
в момент начала смешения (её величина определяется эксперимен-
тально); с – константа скорости изменения g
*
, также определяемая
экспериментально.
В модели Весслинга процесс образования цепочечных структур
рассматривают на основе неравновесной термодинамики. Предполага-
ется, что наполнитель в расплаве полимера располагается неравномер-
но, и как агломераты, так и отдельные частицы наполнителя окружены
слоями полимера. В результате миграции частиц полимерные слои
разрушаются, образуется электрический контакт между частицами или
агломератами, вследствие чего формируется трёхмерный проводящий
каркас из цепочечных структур. Показано, что минимально необходи-
мое для этого количество наполнителя задаётся выражением
( )
( )
,
164,0
2
c
0
+
γ+γ
Φ
Φ−
=ν y
xc
mf
f
где (1 – c) – объёмная доля аморфной части в полимерной матрице при
комнатной температуре; х – величина, зависящая от молекулярной
массы полимера; у – константа; Ф
с
, Ф
0
– коэффициенты, учитывающие
наличие адсорбированных слоёв полимера на поверхности частиц.
При получении композита образуется суспензия частиц напол-
нителя в расплаве полимера или в мономере, которая при изготовле-

Страницы