Нгуен Чонг Нгиа, аспирант кафедры «Химия и технология переработки пластмасс и полимерных композитов».
119571, Москва, пр-т Вернадского, д. 86
Chong N. Nguyen, Graduate Student, Department of Chemistry and Technology.
86, Vernadskogo pr., Moscow 119571
Саньярова Минзаля Венеровна, магистрант кафедры «Химия и технология переработки пластмасс и полимерных композитов».
119571, Москва, пр-т Вернадского, д. 86
Minzalya V. Sanyarova, Master Student, Department of Chemistry and Technology.
86, Vernadskogo pr., Moscow 119571
Симонов-Емельянов Игорь Дмитриевич, профессор, доктор технических наук, заведующий кафедрой «Химия и технология переработки пластмасс и полимерных композитов». Scopus Author ID 6603181099
119571, Москва, пр-т Вернадского, д. 86
Igor D. Simonov-Emel’yanov, Dr. of Sci. (Engineering), Professor, Head of the Department of Chemistry and Technology. Scopus Author ID 6603181099
86, Vernadskogo pr., Moscow 119571
Objectives. The aim is to calculate the composition of dispersion-filled polymer composite materials with different fillers and structures and to highlight differences in the expression of said composition in mass and volume units.
Methods. The paper presents the calculation of compositions in mass and volume units for various types of structures comprising dispersion-filled polymer composite materials according to their classification: diluted, low-filled, medium-filled, and highly-filled systems.
Results. For calculations, we used fillers with densities ranging from 0.00129 (air) to 22.0 g/cm3 (osmium) and polymer matrices with densities between 0.8 g/cm3 and 1.5 g/cm3 , which represent almost all known fillers and polymer matrices used to create dispersion-filled polymer composite materials. The general dependences of the filler content on the ratio of the filler density to the density of the polymer matrix for dispersion-filled polymer composite materials with different types of dispersed structures are presented. It is shown that to describe structures comprising different types of dispersion-filled polymer composite materials (diluted, low-filled, medium-filled, and highly-filled) it is necessary to use only the volume ratios of components in the calculations. Compositions presented in mass units do not describe the construction of dispersion-filled polymer composite material structures because using the same composition in volume units, different ratios of components can be obtained for different fillers.
Conclusions. The dependences of the properties of dispersion-filled polymer composite materials should be represented in the coordinates of the property – content of the dispersed phase only in volume units (vol % or vol. fract.) because the structure determines the properties. Compositions presented in mass units are necessary for receiving batches upon receipt of dispersion-filled polymer composite materials. Formulas are given for calculating and converting dispersion-filled polymer composite material compositions from bulk to mass units, and vice versa.
Цели. Цель работы – предоставить расчеты по составам дисперсно-наполненных полимерных композиционных материалов (ДНПКМ) с разными наполнителями и структурами, а также показать существенные различия при выражении состава в массовых и объемных единицах.
Методы. В работе приведены расчеты составов в массовых и объемных единицах для различных видов структур дисперсно-наполненных полимерных композиционных материалов согласно их классификации: разбавленные, низконаполненные, средненаполненные и высоконаполненные системы.
Результаты. Для расчетов использованы наполнители с плотностью от 0.00129 (воздух) до 22.0 г/см3 (осмий) и полимерные матрицы с плотностью от 0.8 до 1.5 г/см3 , которые охватывают практически все известные наполнители и полимерные матрицы, используемые для создания ДНПКМ. Представлены обобщенные зависимости содержания наполнителей от отношения плотности наполнителя к плотности полимерной матрицы для ДНПКМ с разными видами дисперсной структуры. Показано, что для описания разных видов структур ДНПКМ – разбавленные, низконаполненные, средненаполненные и высоконаполненные – необходимо в расчетах использовать только объемные соотношения компонентов. Составы, представленные в массовых единицах, не описывают построение структур ДНПКМ, так как при одном составе в объемных единицах можно получить для разных наполнителей разное соотношение компонентов.
Выводы. Зависимости свойств ДНПКМ следует представлять в координатах свойство-содержание дисперсной фазы только в объемных единицах (об. % или об. д.), так как структура определяет свойства. Составы, представленные в массовых единицах, необходимы для получения навесок при получении ДНПКМ. Приведены формулы для расчета и перевода составов ДНПКМ из объемных в массовые единицы и наоборот.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.