Особенности принципа температурно-временной эквивалентности в полиэтилене низкой плотности, наполненном шунгитом

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 процессы, диссипация механической энергии, тангенс угла механических потерь, принцип температурно-временная эквивалентность, углеродсодержащий наполнитель, наполненныеполимеры, полиэтилен низкой плотности, relaxation processes, dissipation of mechanical energy, tangent of the angle of mechanical loss, the principle of temperature-time superposition, carbonaceous filler-filled polymers, low density polyethylene

1. Нильсен Л. Механические свойства полимеров и полимерных композиций. – М.: Химия, 1978. 301 с.2.

2. Липатов Ю.С. Физическая химия наполненных полимеров. – М.: Химия, 1977. 304 с.

3. Липатов Ю.С. Физико- химические основы наполнения полимеров. – М.: Химия, 1991. 260 с.

4. 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.

5. 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.

6. Липатов Ю.С., Сергeева Л.М. / В кн.: Ионообмен и сорбция из растворов. – Минск: Изд-во АН БССР, 1963. 163 с.

7. Лифшиц И.М., Гросберг А.Ю., Хохлов А.Р. Объемные взаимодействия в статистической физике полимерной макромолекулы // Успехи физ. наук. 1979. № 3. С. 353–389.

8. Липатова Т.Э., Скорынина Я.С., Липатов Ю.С. Адгезия полимеров. – М.: АН СССР, 1963. 117 с.

9. 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.

10. 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.

11. Липатов Ю.С., Геллер Т.Э. Изотермическое уменьшение объема в поверхностных слоях полиметилметакрилата // Высокомолек. соед. 1966. Т. 8. № 4. С. 592–598.

12. Фабуляк Ф.Г., Липатов Ю.С. Исследование молекулярной подвижности в поверхностных слоях полиуретанов // Высокомолек. соед. А. 1970. Т. 12. № 4. С. 738–745.

13. 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.

14. Shaffer B.W., Lewitsky M. termoelastic constitutive equation for chemically hardering materials // J. Appl. Mechanics. 1974. Sept. P. 652–657.

15. 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.

16. Яновский Ю.Г., Згаевский В.Э. Иерархическое моделирование механического поведения и свойств гетерогенных сред // Физ. мезомеханика. 2001. Т. 4. № 3. С. 63–71.

17. 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.

18. Кулезнев В.Н., Шершнев В.А. Физика и химия полимеров. – М.: Высшая школа, 1988. 313 с.

19. 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. 181–186

20. 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.

21. 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.

22. Симонов-Емельянов И.Д., Кулезнев В.Н., Трофимечева Л.З. Обобщенные параметры дисперсной структуры наполненных полимеров // Пластмассы. 1989. № 1. С. 19–22.

23. 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.

24. Mikitaev A.K., Kozlov G.V., Zaikov G.E. Polymer Nanocomposites: Variety of Structural Forms and Applications. – NY: Nova Science Publishers, 2008. 319 p.

25. 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.

26. Tsai S. formulas for the elastic properties of fiber reinforced composites, AD 834851. June, 1958.

27. Ahmed S., Jones F.R. A review of particulate reinforcement theories of polymer composites // J. Mater. Sci. 1990. V. 25. №2. P. 487–506.

28. 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.

29. 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.

30. 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.

31. 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.

32. 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.

33. 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.

34. 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.

35. Ferry J.D. Viscoelastic Properties of Polymers. – NY: John Wiley & Sons, 1980. 641 p.