Методы экспериментальной физики для исследования взаимодействия на межфазной границе в полимерных композиционных материалах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.01 ВАК РФ

Перечень условных обозначений и сокращений.

Введение.

1 Объект исследования и обзор методов экспериментальной физики для активации поверхности волокон.

11 Композиционные материалы (КМ) на основе ПЭ волокон.

12 ПЭ волокно Б качестве наполнителя. Структура, свойства.

12.1 Получение ПЭ волокон.

1.22 Особенности структуры волокон.

12.3 Основные свойства.

13 Адгезионная прочность и ее роль в оптимизации КМ. Способы модификации, методы модификации материалов.

2 Радиационно-стимулированные методы модификации армирующих наполнителей КМ.

2.1 Источники ионизируюпщх излучений.

2.1.1 Изотопные источники излучения.

2.1.2 Ускорители заряженных частиц.

2.1.3 Другие источники ионизирующего излучения.

2.2 Действие ионизирующих излучений на полимерные материалы.

2.2.1 Основные закономерности и процессы при ионизации.

2.2.2 Первичные продукты радиолиза в полимерных материалах.

2.2.3 Физико-химические превращения полимеров при облучении.

2.2.3.1 Сшивание и деструкция как основные процессы при ионизации.

2.2.3.2 Газовыделение и изменение ненасыщенности при ионизации

2.2.3.3 Радиационное и пострадиационное окисление полимеров.

2.2.4 Изменение физико-механических свойств полимеров в результате облучения.

2.2.5 Радиационно-стимулированная сополимеризация как метод селективного воздействия на поверхность ПЭ волокна.

2.3 Воздействие газоразрядной низкотемпературной плазмы на материалы.

2.3.1 Типы разрядной плазмы. Высокочастотный разряд емкостного типа.

2.3.2 Плазменная по)шмеризация и плазменная обработка полимеров. Обзор методов модифицирования поверхности ПЭ волокон.

3 Исследование радиационного и плазменного воздействия на ПЭ волокно

3.1 Аппаратурное обеспечение экспериментальных работ по радиационным и плазменным обработкам наполнителя.

3.1.1 Гамма облучательная установка «Исследователь РХ-Гамма-30».

3.1.2 Установка для плазмохимической обработки материалов.

3.2 Цель эксперимента, проводимые работы.

3.2.1 Модель КМ на основе ПЭ волокна согласно условиям монолитности.

3.2.1.1 Условия монолитности материала.

3.2.1.2 Требования к физико-механическим свойствам связующего

3.3 Модификация поверхности ПЭ волокна, влияние на характеристики материала.

3.3.1 Влияние условий облучения на радиационную стойкость ПЭ волокна.

3.3.2 Применение радиационного метода обработки для активации поверхности ПЭ волокна.

3.3.3 Реализация метода плазменной обработки ПЭ волокна, нанесение барьерного слоя.

1. Полиолефиновые нити и волокна. Wffl jeans soon be made of PP (polepropylene) // Text. Tecbnoi. Dig.-1994.- 51, 1.e 9.- c, 3.- Англ.

2. Самоармированне композиционых материалов на основе сверхвысокомолекулАного полиэтилена. Aninitial report on а novel sefreiforced UHMW polyethylene composite / Deng Meng, Shalaby W. // Polym. News.- 1995.- 20, № 10.- c. 329-330.- Анга.

3. Гуняев Г.М. Структура и свойства полимерных волокнистых композитов. -М.: Химия, 1981.-232 с.

4. Зазулнна З.А., Дружинина Т.В., Конкин А.А. / Основы технологии химических волокон.- М.: Химия, 1985.- 304 с.

5. Перепелкин К.Е. Структура и свойства волокон.- М.: Химия, 1992 236 с.

6. Кузуб Л.И., Ефремова А.И., Распопова Е.Н. и др. О свойствах полиэтиленовых волокон // ВысокомолеьоАлярные соединения, 1985- №6, серия Б.- с 308-311.

7. Масленников К.Н. Химические волокна. Словарь-справочник,- М.: Химия, 1973.- 192 с.

8. Композиционные материалы. Справочник / под ред. Карпиноса Д.М.- Киев: Наукова думка, 1985.- 592 с.

9. Еременко В.И. Физическая химия границ раздела контактирующих фаз.- М.: Высшая школа, 1985,- 463 с.

10. Повстругар В.И., Кодолов В.И., Михайлова С.С. Строение и свойства поверхности полимерных материалов.- М.: Химия, 1988.- 192 с.

11. Липатов Ю.С. Межфазные явления в полимерах Киев: Наукова думка, 1980.- 259 с.

12. Сирота А.Г. Модификация структуры и свойств полиолефинов.- Л.: Химия, 1984.-152 с

13. Гордеев С.А., Алексеев В.Г., Каминский Б.А. и др. / Физико-механические свойства полиэтиленовых гель-нитей на разных стадиях ориенгационного вытягивания // Химические волокна.- 1991.- № 2.- с. 26-28.

14. Харченко Е. Ф. / Проблемы получения органопяастиков на основе высокоориенгированных полиэтиленовых волокон // Химические волокна.-1990.-№4.-с. 36-39.

15. Армирующие химические волокна для композиционных материалов ./под ред.Кудрявцева Г.И. М.: Химия, 1992. - 263 с.

16. Гордеев С.А., Алексеев В.Г,, Каминский Б.А,, Шелике Г.И. / Особенности деформационного поведения полиэтиленовых гель-нигей // Химические волокна.- 1991.- № 2.- с. 36-38.

17. Крнсюк Б.Э., Попов А.А., Де Кандиа Ф., Вшториа В., Руссо Р. Механические свойства и моле1Алярная подвижность в ориентированных полиолефинах // Высокомолекулярные соединения.- 1986.- №12.- с. 25582563.

18. Кинлок Э. Адгезия и адгезивы,- М.:Мир, 1991- 488 с.

19. Ефремова А.И., Кузуб Л.И., Лазоренко М.В., Иржак В.И., Шут Н.И. Исследование деформативных свойств межфазного слоя в органокомпозитах // Механшз композиционных материалов.- 1988.- №6.- с. 1001-1006.

20. Липатов Ю.С. Физико-химические основы наполнения полимеров.- М.: Химия, 1991.-264 с

21. Ульяненко С.Н., Магомедов Г.М., Лебедев Л.Б. и щр. Роль межфазного слоя в формировании вязкоупругих свойств высокопрочного органопластика // Механика композиционных материалов.- 1987.- №3 с.414-419.

22. Дудина Л.А., Ефремова А.И., Засшшок Г.С., Розенберг Б.А., Ениколопян Н.С. О механизме проникновения компонентов эпоксидных связуюпщх в органические волокна // Докл. АН СССР.-1982.- т.263, №2.- с. 379-381.

23. Композиционные материалы: Справочник / В.В. Васильев, В.Д. Протасов, В.В. Болотин и др.; Под общ. Ред. В. В. Васильева, Ю.А. Тарнопольского. -М.: Мапшносгроение, 1990. 512 с.

24. Липатов Ю.С. Физическая химия наполненных полимеров.- М.: Химия, 1986.-303 с

25. Йосихйдо Осада Классификация способов обработки органических волокон // Высокомолекулярные соединения,- А.- 1987.- т. 31, Ш 8 с. 1535-1539.

26. Харченко Е, Ф., Кузьмин H.H., Кудичихин ВТ. / Структурно-механические превращения в высокоориентированных полиэтиленовых нитях при получении предельноармированных органопластиков // Химические волокна 1989.- № 5.- с. 42-45.

27. Головкин B.C. Предельное армирование органовояокнитов // Пласт. Массы.- 1981.- №6.- с. 38-39.

28. Пикаев А.К. Современная радиащгонная химия. Твердое тело и полимеры. Прикладные аспекты.- М.: Наука, 1987.- 448 с.

29. Высощсая H.A., Рекащева А.Ф., Шевчук Л.Г. Радиащюнная обработка осадков сточных вод. Киев: Техника, 1980.- 96 с.

30. Радиационная модификация полимерных материалов / Пьянков Г.Н., Мелетпкевич АН., Ярмилко А.Г. и др. Киев: Техника, 1969.- 232 с.

31. Брегер А.Х. Радиатщонно-химическая технология: Ее задачи и методы. М,:Атомиздат, 1979.- 80 с.

32. Джагацпанян Р.В., Косоротов В.И., Филиппов М.Т. Введение в радиацйонно-химйческую технологию. М.:Атомиздат, 1979.- 288 с.

33. Основы радиационно-химического аппаратостроения / Брегер А.Х., Вайнштейн Б.И., Сыркус Н.П., Гольдин В.А., Чепель Л.В. М.: Атомиздат, 1967.-498 с.

34. Гусев Н.Г., Машкович В.П. Радиоактивные изотопы как гамма-излучатели. М.: Атомиздат, 1964.- 157 с.40. источншш альфа-бета, гамма и нейтронного излучений: Каталог 2 -не изд., М., 1973.- 76 с.

35. ClelandM.R. //Ibid. 1981. Vol. 18,P. 301-312.

36. Sakamoto I., Mizusawa K. // Ibid. 1983. Vol. 22. P. 947-952.

37. McKeown J. // Ibid. 1983. Vol. 22. P. 419-430.

38. Ванников A.B., Матвеев B.K. Радиационные эффекты в полимерных материалах. Электрические свойства. М. Наука, 1982.- 270 с.

39. Farell J.P., Selzer S.M., Siverman J. // Ibid. 1983. Vol. 22. P. 469-478.

40. Гольдин В,А. Методы и устройства для радиацжонно-технологических исследований с изотопными источниками излзАчения. М.: Энергатомиздат, 1982.- 48 с

41. Рудой В.А., Путилов A.B. Радиационная технология зарубежом. М.: Энергатомиздат, 1983 64 с.

42. Сыркус Н.П., Старйзный Е.С., Рудой В.А., Путилов A.B. Радиационная технология и комплексные энергохимические производства. М.; Атомиздат, 1980-56 с.

43. Гольдин В.А., Чистов Е.Д. Установки и аппараты радиационной технологии. М.: Энергатомиздат, 1985.- 184 с.

44. Диндун A. C., Гавар В.В., Томсон Э,Я. Радиационные контуры источники гамма-излучения. Рига: Зинанте, 1969.- 204 с.

45. Брегер А.Х. //Жури. Всесоюз. хим. о-ва им. Д.И. Менделеева. 1975. -т.20.-с. 77-83.

46. Махлис Ф.А. Радиационная физика и химия полимеров. М.: Атомиздат, 1972.- 328 с

47. Радиационная химия углеводородов. /Под. ред. Пикаева А.К. М.: Энергатомиздат, 1985 304 с.

48. Радиационная химия полимеров. /Под ред. Картина В. А. М.: Наука, 1973.456 с.

49. Сирота А.Г. Модификация структуры и свойств полиолефинов. М.: Химия, 1974,- 176 с

50. Никитина Т.С., Журавская Е.В., Кузьминский A. C. Действие иониз1фующих излучений на полимеры. М.: Госхимиздат, 1959.- 154 с.

51. Милинчук В.К. // Химия Высоких энергий.- 1985.- т. 19.- с. 326-327.

52. Мшшнчук В .К., Клишппонт Э.Р., Пшежецкий С Л. Ма1форадикалы, М.: Химия, 1980.- 264 с.

53. Бовей Ф. Действие ионизирующих излучений на природные и синтетические полимеры. Пер. с англ. М.: изд-во иностр. лит., 1959.- 48 с.

54. Котов А.Г., Громов В.В. Радиационная физика и химия гетерогенных систем. М.: Энергатомиздат, 1988.- 231 с.

55. Хамидова Л.Г., Жданов Г.С., Милинчук В.К. // Химия высоких энергий. 1983.-т. 17.-с. 124-126.

56. Радиацио1П1ая стойкость матершлов: Справочник / Под ред. Дубровского В.Б. М.: Энергатомиздат, 1973.- 348 с.

57. Махлис Ф.А. Радиационная химия эластомеров. М.: Атомиздат, 1976.- 200 с.

58. Абрамова И.М., Казарян Л.Г., Ватагина В.А., Васильев В.А,, Тихомиров B.C. // Высокомоле10Алярные соединения. Сер. А.- 1986.- т. 27, №10 с. 20192025.

59. Гордеев С.А., Алексеев В.Г., Цаплин Б.А., Больбит Н.М. // Химические волокна.- 1992.- № 8.- с. 21-24.

60. Кузуб В.И., Каминский В.Н. и др. // Химические волокна.- 1989-№ 2.- с. 3132.

61. Князев В.К., Сидоров H.A. Облученный полиэтилен в технике. М.: Химия, 1974.- 376 с

62. Кирюхин В.П., Клиншпонт Э.Р., Милинчук В.К. // Химия высоких энергий. 1985-т. 19-с. 109-115.

63. Брагинск1ш Р.П., Финкель Э.Э., Лещенко С С. Стабшшзация радишщонно-модифицированных полиолефинов. М.: Химия, 1973- 200 с.

64. Горди€нко В,П. Радиационное модифицирование композиционньк материалов на основе полиолефинов. Киев: Наук, думка, 1985-176 с.

65. Финкель Э.Э., Карпов В.Л., Берлянт СМ. Технология радиационного модифицщ)ования полимеров. М.: Энергатомиздат, 1983.- 448 с.

66. Иванов B.C. Радиационная полимеризация. Л.: Химия, 1967.- 232 с.

67. Пикаев А.К. Современная радиационная химия. Основные положения. Экспериментальная технша и методы. М.: Наука, 1985.- 273 с.

68. См1фнов Б.М. Введение в физику плазмы. М.; Наука, 1982.- 224 с.

69. Райзер Ю.П. Основы современной физики газоразрядных процессов. М.: Наука, 1980.-71 с.

70. Райзер Ю.П. Физика газового разряда. М.: Наука, 1987.- 226 с.

71. См1фнов Б.М. Ионы и возбужденные атомы в плазме. М.: Атомнздат, 1974.321 с.

72. Мак-Даниель И. Процессы столкновений в ионизационных газах. М.: Мир, 1967.- 87 с.

73. Чен, Франсис Ф. Введение в физику плазмы / Пер. с aimi. Кручины E.H.; Под ред. Шевченко В. й. М.: Мир, 1987.- 398 с.

74. Габович М.Д. Физика и техника плазменных источников ионов. М.: Атомиздат, 1972.- 159 с.

75. Ивановский Г.Ф., Петров В.И. Ионно-плазменная обработка материалов. М.: Радио и связь, 1986.- 225 с.88. йосихито Осада / Плазменная полимеризация и плазменная обработка полимеров // Высокомолекулярцые соединения. Сер. А.-1988 т.ЗО, №9.- с. 1815-1825.

76. Ясуда X. Полимеризация в гшазме: Пер. с англ.- М,: Мир, 1988.- 376 с.

77. Данилин Б.С., Киреев В.Ю. Применение низкотемпературной плазмы для травления и чистки материалов. М.: Энергатомиздат, 1987,- 189 с.

78. Технологическое применение низкотемпературной плазмы // Р. Оулет, М. Барьбе, П. Черемисинофф и др.: Пер. с англ. / Под ред. Семашко Н.Н. М.: Энергатомиздат, 1983,- 228 с.

79. Ткачук Б.В., Колотыркин В.М. Получение тонких полимерных пленок из газовой фазы. М.: Химия, 1977.- 157 с.

80. Плазмохимические реакции и процессы / Под ред. Полака Л .С. М.: Наука, 1979.- 84 с.

81. Виноградов Т.К. I Плазменная полимеризация. // Химия высоких энергий, 1986.-т.20.-№3.-с. 195-214.

82. Модификация поверхности высококачественных ПЭ волокон и ее влияние на изменение свойств КМ. / Yoshikawa Такао, Kojima Akira // Nihon setchaku Kyokaishi = S. Adhes. Soc. Jap.- 1994.- 30, №4,- c. 184-191.- Яп.; рез. Англ.

83. Поверхностная модификация высокопрочного ПЭ волокна с помощью обработки плазмой. / Jiu Shijiu, № Yibin, Zhang Zuoguang // Yingyong huaxue = Chin. J. Appl. Chem.- 1996.- 13, № 2.- c. 85-87.- Кит.; рез. Англ.

84. Модификация поверхности ПЭ волокна привитой полимеризацией. Surface modification of polyeflielene fiber by graft polymerization / Mori Mosaru, Uyama Yoshikim, Dcado Yoshito // J. Polym. Sci. A.- 1994.- 32, № 9.- c. 16831690.- Яп.; рез. Англ.

85. Гамма установка «Исследователь». Техническое описание и инструкция по эксплуатации. ЕНЗ.410.001 ТО, 1969 г.

86. Ананьин СВ., Маркин В.Б., Анишева Л.М. / Композиционные материалы на основе полиэтиленовых волокон // Труды конференции «Композиты в народное хозяйство России» (Композит' 99), Барнаул, 1999.-с. 10-12.

87. Ананьин СВ., Маркин В.Б., Аникеева Л.М. / Композиционные материалы на основе полиэтиленовых волокон // Труды конференции, 1-я Всероссийская научно-техническая конференция молодых ученых России «Материалы и технологии XXI века», Бийск, 2000.- с. 31-33.

88. Ананьин C.B., Маркин В.Б., Аникеева Л.М. / Использование теории монолитности в процессе проектирования КМ на основе непрерывных ПЭ волокон // Труды конференции «Композиты в народное хозяйство России» (Композит' 99), Барнаул, 1999.- с. 13-16.

89. Трофимов П. П., Канович М. 3. / Основные принципы создания высокопрочных композиционных материалов/ЯЪтаст. массы, 1992, № 5, с. 16.

90. Руководство к лабораторным занятиям по физике. / Под ред. Гольдина Л.Л. Главная редакция физико-математической литературы изд-ва «Наука», 1973.- cl 1-36.

91. ГОСТ 2.105-95 Обпще требования к текстовым документам