chemicallytechFine Chemical TechnologiesТонкие химические технологии2410-65932686-7575MIREA – Russian Technological University (RTU MIREA).chemicallytech-649Research ArticleSYNTHESIS AND PROCESSING OF POLYMERS AND POLYMERIC COMPOSITESСИНТЕЗ И ПЕРЕРАБОТКА ПОЛИМЕРОВ И КОМПОЗИТОВ НА ИХ ОСНОВЕSpecific features of the principle of the time-temperature superposition in low density polyethylene filled with shungiteОсобенности принципа температурно-временной эквивалентности в полиэтилене низкой плотности, наполненном шунгитомКомоваН. Н.KomovaN. N.komova_@mail.ruПотаповЕ. Э.PotapovE. E.noemail@neicon.ruГрусковА. Д.GruskovE. E.noemail@neicon.ruЗаиковГ. Е.ZaikovG. E.noemail@neicon.ruМИТХТ им. М.В. Ломоносова, 119571, Москва, пр-т Вернадского, д. 86РоссияM.V. Lomonosov Moscow State University of Fine Chemical Technologies, 86, Vernadskogo pr., Moscow 119571Russian FederationИнститут биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН, Москва, 119334 РоссияРоссияN.M. Emanuel Institute of Biochemical Physics of the Russian Academy of Sciences, Moscow, 119977 RussiaRussian Federation201328022013812435Copyright © Komova N.N., Potapov E.E., Gruskov E.E., Zaikov G.E., 20132013Комова Н.Н., Потапов Е.Э., Грусков А.Д., Заиков Г.Е.Komova N.N., Potapov E.E., Gruskov E.E., Zaikov G.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.finechem-mirea.ru/jour/article/view/649

The time dependence of the mechanical losses of low density polyethylene (LDPE) filled with fine particles of shungite in the process of periodic dynamic loading at changing frequency of loading and temperature was studied. It was shown that upon increasing the filler concentration and loading frequency these dependences are either similar in nature or shifted in the time-temperature scale on the graphs. The temperature and time dependent parameters and the interpretation of their physical meaning were proposed. It was confirmed that development of relaxation processes occurs in filled polymers under dynamic loading. A relationship between the parameters of these processes is described by logarithmic and exponential functions. These dependencies are determined by both the polymer matrix and the transition polymeric layer formed on the filler surface.

В работе проведено исследование зависимостей от времени механических потерь наполненного мелкодисперсными частицами шунгита полиэтилена низкой плотности (ПЭНП) в процессе периодического динамического нагружения при изменении частоты нагружения и температуры. Показано, что при увеличении концентрации наполнителя и частоты нагружения эти зависимости имеют либо идентичный характер, либо наблюдается сдвиг по шкале время–температура на соответствующих зависимостях. Предложены параметры, связывающие температурно-временные зависимости, и интерпретация их физического смысла. Подтверждено, что в наполненном полимере при динамическом нагружении происходит развитие релаксационных процессов, аппроксимируемых сложными логарифмическими и показательными функциями. Этот процесс определяется как самой полимерной матрицей, так и образующимся на поверхности наполнителя переходного полимерного слоя.

релаксационные процессыдиссипация механической энергиитангенс угла механических потерьпринцип температурно-временная эквивалентностьуглеродсодержащий наполнительнаполненныеполимерыполиэтилен низкой плотностиrelaxation processesdissipation of mechanical energytangent of the angle of mechanical lossthe principle of temperature-time superpositioncarbonaceous filler-filled polymerslow density polyethylenerelaxation processesdissipation of mechanical energytangent of the angle of mechanical lossthe principle of temperature-time superpositioncarbonaceous filler-filled polymerslow density polyethylene.ReferencesНильсен Л. Механические свойства полимеров и полимерных композиций. – М.: Химия, 1978. 301 с.2.Нильсен Л. Механические свойства полимеров и полимерных композиций. – М.: Химия, 1978. 301 с.2.Липатов Ю.С. Физическая химия наполненных полимеров. – М.: Химия, 1977. 304 с.Липатов Ю.С. Физическая химия наполненных полимеров. – М.: Химия, 1977. 304 с.Липатов Ю.С. Физико- химические основы наполнения полимеров. – М.: Химия, 1991. 260 с.Липатов Ю.С. Физико- химические основы наполнения полимеров. – М.: Химия, 1991. 260 с.Липатов Ю.С., Сергеева Л.М. Максимова В.П. Исследование взаимодействия полимеров с наполнителями. II. Адсорбция полимеров стекловолокном из растворов // Высокомолек. соед. 1960. Т. 2. № 10. С. 1569–1574.Липатов Ю.С., Сергеева Л.М. Максимова В.П. Исследование взаимодействия полимеров с наполнителями. II. Адсорбция полимеров стекловолокном из растворов // Высокомолек. соед. 1960. Т. 2. № 10. С. 1569–1574.Липатов Ю.С., Перышкина Н. Г., Сергеева Л.М., Василенко Я.П. Исследование взаимодействия полимеров с наполнителями. IV. Адсорбция стекловолокном желатины, полиметакриловой кислоты и ее сополимеров из растворов // Высокомолек. соед. 1962. Т. 4. № 4. С. 596–600.Липатов Ю.С., Перышкина Н. Г., Сергеева Л.М., Василенко Я.П. Исследование взаимодействия полимеров с наполнителями. IV. Адсорбция стекловолокном желатины, полиметакриловой кислоты и ее сополимеров из растворов // Высокомолек. соед. 1962. Т. 4. № 4. С. 596–600.Липатов Ю.С., Сергeева Л.М. / В кн.: Ионообмен и сорбция из растворов. – Минск: Изд-во АН БССР, 1963. 163 с.Липатов Ю.С., Сергeева Л.М. / В кн.: Ионообмен и сорбция из растворов. – Минск: Изд-во АН БССР, 1963. 163 с.Лифшиц И.М., Гросберг А.Ю., Хохлов А.Р. Объемные взаимодействия в статистической физике полимерной макромолекулы // Успехи физ. наук. 1979. № 3. С. 353–389.Лифшиц И.М., Гросберг А.Ю., Хохлов А.Р. Объемные взаимодействия в статистической физике полимерной макромолекулы // Успехи физ. наук. 1979. № 3. С. 353–389.Липатова Т.Э., Скорынина Я.С., Липатов Ю.С. Адгезия полимеров. – М.: АН СССР, 1963. 117 с.Липатова Т.Э., Скорынина Я.С., Липатов Ю.С. Адгезия полимеров. – М.: АН СССР, 1963. 117 с.Козлов Г.В., Афашагова З.Х., Яновский Ю.Г., Карнет Ю.Н. Особенности поведения нанонаполненных термопластичных композитов в рамках фрактального анализа // Механика композиционных материалов и конструкций. 2009. Т. 15. № 1. С. 137–148.Козлов Г.В., Афашагова З.Х., Яновский Ю.Г., Карнет Ю.Н. Особенности поведения нанонаполненных термопластичных композитов в рамках фрактального анализа // Механика композиционных материалов и конструкций. 2009. Т. 15. № 1. С. 137–148.Завьялова Н.Б., Строганов В.Ф., Строганов И.В., Ахметшин А.С. Исследование влияния природы наполнителей на прочностные свойства гетерофазных полимерных составов // Известия Казанского Гос. Архитектурно-Строительного Университета. 2007. № 1(7). С. 63–66.Завьялова Н.Б., Строганов В.Ф., Строганов И.В., Ахметшин А.С. Исследование влияния природы наполнителей на прочностные свойства гетерофазных полимерных составов // Известия Казанского Гос. Архитектурно-Строительного Университета. 2007. № 1(7). С. 63–66.Липатов Ю.С., Геллер Т.Э. Изотермическое уменьшение объема в поверхностных слоях полиметилметакрилата // Высокомолек. соед. 1966. Т. 8. № 4. С. 592–598.Липатов Ю.С., Геллер Т.Э. Изотермическое уменьшение объема в поверхностных слоях полиметилметакрилата // Высокомолек. соед. 1966. Т. 8. № 4. С. 592–598.Фабуляк Ф.Г., Липатов Ю.С. Исследование молекулярной подвижности в поверхностных слоях полиуретанов // Высокомолек. соед. А. 1970. Т. 12. № 4. С. 738–745.Фабуляк Ф.Г., Липатов Ю.С. Исследование молекулярной подвижности в поверхностных слоях полиуретанов // Высокомолек. соед. А. 1970. Т. 12. № 4. С. 738–745.Lewitsky M., Shaffer B.W. Residual thermal stress in solid shere cast from a termosetting material // J. Appl. Mech. 1975. V. 42. №9. P. 651–655.Lewitsky M., Shaffer B.W. Residual thermal stress in solid shere cast from a termosetting material // J. Appl. Mech. 1975. V. 42. №9. P. 651–655.Shaffer B.W., Lewitsky M. termoelastic constitutive equation for chemically hardering materials // J. Appl. Mechanics. 1974. Sept. P. 652–657.Shaffer B.W., Lewitsky M. termoelastic constitutive equation for chemically hardering materials // J. Appl. Mechanics. 1974. Sept. P. 652–657.Komova N.N., Zaikov G.E. relaxation parameters of polyethylene low density / In: Polymer Yearbook. Polymer, Composites and Nanocomposites. – NY: Nova Science Publishers, 2011. P. 207–221.Komova N.N., Zaikov G.E. relaxation parameters of polyethylene low density / In: Polymer Yearbook. Polymer, Composites and Nanocomposites. – NY: Nova Science Publishers, 2011. P. 207–221.Яновский Ю.Г., Згаевский В.Э. Иерархическое моделирование механического поведения и свойств гетерогенных сред // Физ. мезомеханика. 2001. Т. 4. № 3. С. 63–71.Яновский Ю.Г., Згаевский В.Э. Иерархическое моделирование механического поведения и свойств гетерогенных сред // Физ. мезомеханика. 2001. Т. 4. № 3. С. 63–71.Бабич В.Ф., Липатов Ю.С., Коржак Н.И. Основные методы и результаты исследования свойств граничных слоtв полимеров / В кн.: Композиционные полимерные материалы / Под ред. Ю.С.Липатова. – Киев: Наукова думка, 1975. С. 175–188.Бабич В.Ф., Липатов Ю.С., Коржак Н.И. Основные методы и результаты исследования свойств граничных слоtв полимеров / В кн.: Композиционные полимерные материалы / Под ред. Ю.С.Липатова. – Киев: Наукова думка, 1975. С. 175–188.Кулезнев В.Н., Шершнев В.А. Физика и химия полимеров. – М.: Высшая школа, 1988. 313 с.Кулезнев В.Н., Шершнев В.А. Физика и химия полимеров. – М.: Высшая школа, 1988. 313 с.Козлов Г.В., Афашагова З.Х., Заиков Г.Е. Термодинамическая модель эффекта нано-адгезии для полимерных нанокомпозитов // Химическая физика и мезоскопия. 2010. Т. 10. № 2. С. 181–186Козлов Г.В., Афашагова З.Х., Заиков Г.Е. Термодинамическая модель эффекта нано-адгезии для полимерных нанокомпозитов // Химическая физика и мезоскопия. 2010. Т. 10. № 2. С. 181–186Черкасов В.Д., Юркин Ю.В., Авдонин В.В. Методика прогнозирования динамических свойств полимерных композитов при различных температурах // Электронная техника. Сер. I. 2008. Вып. 5-6. С. 24–28.Черкасов В.Д., Юркин Ю.В., Авдонин В.В. Методика прогнозирования динамических свойств полимерных композитов при различных температурах // Электронная техника. Сер. I. 2008. Вып. 5-6. С. 24–28.Куксин А.П., Сергеева Л.М., Липатов Ю.С., Безрук Л.И. Влияние твердой поверхности на надмолекулярную структуру сшитых полиуретанов // Высокомолек. соед. А. 1970. Т.12. № 10. С. 2332–2339.Куксин А.П., Сергеева Л.М., Липатов Ю.С., Безрук Л.И. Влияние твердой поверхности на надмолекулярную структуру сшитых полиуретанов // Высокомолек. соед. А. 1970. Т.12. № 10. С. 2332–2339.Симонов-Емельянов И.Д., Кулезнев В.Н., Трофимечева Л.З. Обобщенные параметры дисперсной структуры наполненных полимеров // Пластмассы. 1989. № 1. С. 19–22.Симонов-Емельянов И.Д., Кулезнев В.Н., Трофимечева Л.З. Обобщенные параметры дисперсной структуры наполненных полимеров // Пластмассы. 1989. № 1. С. 19–22.Kozlov G.V., Yanovskii Yu.G, Zaikov G.E. The experimental and theoretical estimation of interfacial layer thickness in elastomeric nanocomposites / In: Polymer Yearbook. – NY: Nova Science Publishers, 2011. P. 167–174.Kozlov G.V., Yanovskii Yu.G, Zaikov G.E. The experimental and theoretical estimation of interfacial layer thickness in elastomeric nanocomposites / In: Polymer Yearbook. – NY: Nova Science Publishers, 2011. P. 167–174.Mikitaev A.K., Kozlov G.V., Zaikov G.E. Polymer Nanocomposites: Variety of Structural Forms and Applications. – NY: Nova Science Publishers, 2008. 319 p.Mikitaev A.K., Kozlov G.V., Zaikov G.E. Polymer Nanocomposites: Variety of Structural Forms and Applications. – NY: Nova Science Publishers, 2008. 319 p.Козлов Г.В, Маламатов А.Х., Антипов Е.М., Карнет Ю.Н., Яновский Ю.Г. Структура и механические свойства полимерных нанокомпозитов в рамках фрактальной концепции // Механика композиционных материалов и конструкций. 2006. Т. 12, №1. С. 99–141.Козлов Г.В, Маламатов А.Х., Антипов Е.М., Карнет Ю.Н., Яновский Ю.Г. Структура и механические свойства полимерных нанокомпозитов в рамках фрактальной концепции // Механика композиционных материалов и конструкций. 2006. Т. 12, №1. С. 99–141.Tsai S. formulas for the elastic properties of fiber reinforced composites, AD 834851. June, 1958.Tsai S. formulas for the elastic properties of fiber reinforced composites, AD 834851. June, 1958.Ahmed S., Jones F.R. A review of particulate reinforcement theories of polymer composites // J. Mater. Sci. 1990. V. 25. №2. P. 487–506.Ahmed S., Jones F.R. A review of particulate reinforcement theories of polymer composites // J. Mater. Sci. 1990. V. 25. №2. P. 487–506.Kozlov G.V., Dzhangurazov B.Zh., Zaikov G.E., Mikitaev A.K. The theoretical stractural model of nanocomposites polymer / Organoclay reinforcement / In: Polymer Yearbook. – NY: Nova Science Publishers, 2011. P. 137–145.Kozlov G.V., Dzhangurazov B.Zh., Zaikov G.E., Mikitaev A.K. The theoretical stractural model of nanocomposites polymer / Organoclay reinforcement / In: Polymer Yearbook. – NY: Nova Science Publishers, 2011. P. 137–145.Ломовской В.А., Фомкина З.И., Бульба В.Л., Комова Н.Н. Методика исследования релаксационных явлений полимеров в высокоэластичном состоянии (динамические методы): учебное пособие. – М.: Изд-во МИТХТ, 2010. 35 с.Ломовской В.А., Фомкина З.И., Бульба В.Л., Комова Н.Н. Методика исследования релаксационных явлений полимеров в высокоэластичном состоянии (динамические методы): учебное пособие. – М.: Изд-во МИТХТ, 2010. 35 с.Ковалевский В.В. Углеродистое вещество шунгит: структура, генезис, классификация: автореф. дис. … д-ра геол.-минер. наук.– Сыктывкар: Ин-т геологии УрО РАН, 2007. 37 c.Ковалевский В.В. Углеродистое вещество шунгит: структура, генезис, классификация: автореф. дис. … д-ра геол.-минер. наук.– Сыктывкар: Ин-т геологии УрО РАН, 2007. 37 c.Кучер Е.В., Фофанов А.Д., Никитина Е.А. Компьютерное моделирование атомной структуры углеродной составляющей шунгита различных месторождений // Исследовано в России. 2002. №102. С. 1113–1121.Кучер Е.В., Фофанов А.Д., Никитина Е.А. Компьютерное моделирование атомной структуры углеродной составляющей шунгита различных месторождений // Исследовано в России. 2002. №102. С. 1113–1121.Яновский Ю.Г., Мягков Н.Н., Никитина Е.А., Карнет Ю.Н., Валиев Х.Х., Жогин В.А., Гамлицкий Ю.А. Компьютерное моделирование и наноскопические исследования структуры и свойств шунгита // Механика композиционных материалов и конструкций. 2006. Т. 12. № 4. С. 513–529.Яновский Ю.Г., Мягков Н.Н., Никитина Е.А., Карнет Ю.Н., Валиев Х.Х., Жогин В.А., Гамлицкий Ю.А. Компьютерное моделирование и наноскопические исследования структуры и свойств шунгита // Механика композиционных материалов и конструкций. 2006. Т. 12. № 4. С. 513–529.Яновский Ю.Г., Никитина Е.А., Никитин С.М., Карнет Ю.Н. Композиты на основе полимерных матриц и углеродно-силикатных нанонаполнителей. Квантово-механическое исследование механических свойств, прогнозирование эффекта усиления // Механика композиционных материалов и конструкций. 2009. Т. 15. № 4. С. 539–553.Яновский Ю.Г., Никитина Е.А., Никитин С.М., Карнет Ю.Н. Композиты на основе полимерных матриц и углеродно-силикатных нанонаполнителей. Квантово-механическое исследование механических свойств, прогнозирование эффекта усиления // Механика композиционных материалов и конструкций. 2009. Т. 15. № 4. С. 539–553.Комова Н.Н., Грусков А.Д., Заиков Г.Е. Анализ изменения релаксационных параметров в процессе их измерения // Вестник МИТХТ. 2011. Т. 6. № 1. С. 26–33.Комова Н.Н., Грусков А.Д., Заиков Г.Е. Анализ изменения релаксационных параметров в процессе их измерения // Вестник МИТХТ. 2011. Т. 6. № 1. С. 26–33.Ferry J.D. Viscoelastic Properties of Polymers. – NY: John Wiley & Sons, 1980. 641 p.Ferry J.D. Viscoelastic Properties of Polymers. – NY: John Wiley & Sons, 1980. 641 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.