Условия образования опасных дефектов в дисперсно-наполненных композитах на основе пластичных полимеров

Караева, Айна Атавовна

Условия образования опасных дефектов в дисперсно-наполненных композитах на основе пластичных полимеров тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

Караева, Айна Атавовна АВТОР

кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Москва МЕСТО ЗАЩИТЫ

2009 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.07 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Условия образования опасных дефектов в дисперсно-наполненных композитах на основе пластичных полимеров»

Автореферат диссертации на тему "Условия образования опасных дефектов в дисперсно-наполненных композитах на основе пластичных полимеров"

На правах рукописи

Караева Айна Атавовна

Условия образования опасных дефектов в дисперсно-наполненных композитах на основе пластичных полимеров

Специальность 01.04.07 - физика конденсированного состояния

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

003470659

Москва - 2009

003470659

Работа выполнена в Московском педагогическом государственном университете на кафедре физики твердого тела факультета физики и информационных технологий и в Институте синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова РАН в лаборатории механо - химии полимеров.

Научный руководитель доктор химических наук

Серенко Ольга Анатольевна

Официальные оппоненты

доктор химических наук Антипов Евгений Михайлович

доктор физико-математических наук Никитин Лев Николаевич

Ведущая организация Московский государственный

университет им. М.В. Ломоносова

Защита состоится «15» июня 2009г. в 15 часов на заседании Диссертационного совета Д 212.154.22 при Московском педагогическом государственном университете по адресу: 119882, Москва, ул. малая Пироговская, 29, ауд. 30.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского педагогического государственного университета по адресу: 119992, Москва, ул. малая Пироговская, д. 1.

Автореферат разослан «15» мая 2009г.

Ученый секретарь диссертационного совета

&о/ Ильин В.А. Ш

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Использование наполнителей в составе полимерных материалов позволяет направленно изменять их свойства и создавать новые композиты с комплексом необходимых эксплуатационных характеристик. Однако улучшение одного параметра зачастую сопряжено с ухудшением другого. Например, повышение ударопрочное™ некоторых полимеров при введении эластомера сопровождается снижением модуля упругости, а его повышение при использовании минеральных наполнителей часто сопровождается ухудшением деформационных свойств материалов.

В общем случае деформационное поведение дисперсно-наполненных композитов определяется свойствами матричного полимера, наполнителя, адгезией между ними, концентрацией и размером частиц наполнителя. В композитах на основе пластичных полимеров, деформирующихся с образованием шейки, по мере роста степени наполнения характер растяжения изменяется. В зависимости от свойств матрицы осуществляется или переход от деформирования с образованием и ростом шейки к однородному пластичному растяжению (пластично-пластичный переход) или переход к хрупкому разрыву (пластично-хрупкий переход). Крупные частицы наполнителя способны нивелировать влияние матричного полимера на деформационное поведение композита и инициировать его раннее разрушение при низких значениях деформации [1]. Разрушение материалов с крупными частицами обусловлено образованием опасных дефектов -ромбовидных пор.

В 80-ых годах прошлого века появились новые композиционные материалы - резинопласты. В резинопластах в качестве матрицы используются термопластичные полимеры . (полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид), а наполнителем являются частицы резины, полученные при измельчении отходов резино-технических изделий. Отличие дисперсной порошковой резины от традиционно используемых жестких наполнителей заключается, во-первых, в том, что модуль упругости эластичного наполнителя значительно меньше модуля упругости термопластичной матрицы и, во-вторых, в большом размере частиц резины, который достигает сотен микрон. Для этих систем мало исследованы такие проблемы как способность эластичных частиц деформироваться вместе с матричным полимером, влияние адгезионного взаимодействия между матрицей и наполнителем, а также концентрации наполнителя на вероятность появления опасных дефектов в композите. Не определены условия видоизменения ромбовидных дефектов.

Изучение условий образования дефектов и определение основных факторов, оказывающих влияние на их появление и рост, представляется актуальным как с точки зрения фундаментальных аспектов механики разрушения композиционных материалов, так и для успешного решения широкого круга прикладных задач. - .

Цель работы - исследование механизма образования опасных дефектов, приводящих к разрушению дисперсно-наполненных композитов на основе термопластичных полимеров и частиц резины (резинопластов), и установление основных факторов, определяющих появление и рост микротрещин. Поставленная задача решалась путем:

-исследования деформационного поведения резинопластов на основе сополимера этилена и винилацетата СЭВА, полиэтилена низкой плотности ПЭ, полипропилена ПП и эластомерных частиц на основе изопренового каучука СКИ и этилен-пропилен-диенового каучука СКЭПТ;

-исследования влияния температуры на характер разрушения и форму образующихся дефектов в композитах на основе ПП и эластичных или жестких частиц.

Научная новизна

• Обнаружен новый механизм разрушения дисперсно-наполненных композитов, инициируемый разрывом эластомерной частицы наполнителя. Разрушение частицы инициирует появление ромбовидной поры и, как следствие, разрушение материала в целом. Его деформация при разрыве определяется деформацией разрушения частицы.

• Установлено, что хорошая адгезия между матрицей и крупными частицами эласгомерного наполнителя препятствует появлению пор вида ромба в области формирующейся шейки и, как следствие, переходу от пластичного к хрупкому разрушению.

• Показано, что ромбовидные поры в композитах на основе ПП могут видоизменяться в щелевидные поры при повышении температуры. Последние не являются опасными, и их рост не приводит к разрушению материалов при низких значениях деформации. Смена вида дефектов обусловливает хрупко-пластичный, переход в композитах. Температура перехода зависит от концентрации и размера частиц наполнителя и снижается при их уменьшении.

взаимодополняющую информацию. Примененная в исследовании аппаратура откалибрована по эталонам.

Практическая ценность. Полученные в настоящей работе результаты могут быть использованы для создания резинопластов с заданными эксплуатационными характеристиками, а также для прогнозирования их свойств.

Апробация работы. Основные результаты работы были доложены на Всероссийской Каргинской Конференции "Наука о полимерах 21-му веку" (Москва, 2007), на XII Международной научно-технической конференции «Наукоемкие химические технологии -2008» (Волгоград, 2008).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из 4 глав, выводов и списка литературы. Работа изложена на 132 страницах, содержит 4 таблицы и _34_ рисунка. Список литературы включает в себя 130 публикаций.

Публикации. Основные результаты проведенных исследований представлены в 6 публикациях, в том числе в 4-х статьях в научных журналах, входящих в перечень ВАК, и в 2-х тезисах докладов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обосновывается актуальность исследуемой проблемы, определены цели, сформулированы задачи исследования, обсуждаются научная новизна, теоретическая и практическая значимость диссертации, достоверность полученных результатов, сформулированы положения, выносимые на защиту.

В главе 1 приведен анализ литературных источников, посвященных исследованию структуры и свойств композитов на основе пластичных полимеров и дисперсного наполнителя. Уделено внимание условиям зарождения и поведения трещины в полимерах, ее влиянию на характер деформационного поведения композитов.

В главе 2 описаны объекты и экспериментальные методы исследования. В работе использовали полиэтилен (ПЭ) низкой плотности двух марок, сополимер этилена с винилацетатом (СЭВА), полипропилен (ПП). Наполнителями служили общешинная резиновая крошка на основе изопренового каучука (СКИ), измельченные отходы резино-технических изделий на основе этилен-пропилен-диенового каучука (СКЭПТ) и полые неаппретированные стеклосферы СС. Размер частиц резины составлял от 10 до 1000 мкм, размер стеклосфер - от 10 до 100 мкм.

Использованы следующие методы: дисперсионный анализ, механические испытания, реологические испытания, испытания образцов с надрезом, оптическая и электронная микроскопия. Совокупность этих методов позволяет получить взаимодополняющую информацию о характере деформационного поведения и разрушения дисперсно-наполненных композитов.

В работе использовали величины напряжений, рассчитанные на исходное сечение образцов.

Глава 3. Механизм разрушения композитов на основе термопластичных полимеров и частиц резины

Ранее было установлено, что ромбовидные поры, зарождающиеся в области шейки наполненного полимера, являются наиболее опасными, т.к. в этом случае материал разрушается при формировании шейки при низких значениях деформации [1]. Минимальный размер частиц, инициирующих появление ромбовидных пор в шейке, назван критическим Бс. Введение в полимер наполнителя с размером частиц больше Ос неизбежно приводит к образованию ромбовидных пор в шейке материала и, наоборот, при использовании частиц с размером меньше Бс опасные дефекты в шейке не

образуются. Частицу наполнителя можно определить как «крупную», если ее размер близок или превышает значение Вс.

3.1. Деформационное поведение композитов на основе полиэтилена и крупных частиц резины

Исследованы композиты на основе полиэтилена низкой плотности марки 16803-070 (ПЭ-1) и крупных частиц эластомерного наполнителя. Критический размер частиц, при котором в материале на основе ПЭ-1 в области шейки могут появиться ромбовидные поры, равен 420 мкм [1]. Частицы резины с разным уровнем адгезионного взаимодействия с матричным полимером (СКИ и СКЭПТ) [2] имеют широкое распределение по размеру, достигая 1000 мкм, что превышает указанное выше критическое значение. Следовательно, при растяжении композитов должны образовываться ромбовидные поры.

Исходный ПЭ-1 деформируется с образованием слабо выраженной шейки и разрушается на стадии однородного растяжения, после распространения шейки вдоль образца. При небольших степенях наполнения характер деформационного поведения систем ПЭ-1 - СКЭПТ и ПЭ-1 - СКИ различен. Если ПЭ-1 - СКЭПТ при < 8 об.% сохраняет пластичные свойства, то ПЭ-1 - СКИ при \{= 2 об.% разрушается на начальной стадии распространения шейки вдоль длины образца. Его разрыв происходит квазихрупко.

25 50 75

Концентрация наполнителя Уг, об.%

Рис. 1. Концентрационные зависимости относительного удлинения при разрыве композитов на основе ПЭ-1, наполненного частицами резины на основе СКЭПТ (1) и СКИ (2).

Концентрационные зависимости относительного удлинения при разрыве Ее ПЭ-1, содержащего наполнитель на основе СКЭПТ или СКИ, представлены на рис. 1. Деформации при разрыве материалов с частицами СКЭПТ больше, чем с частицами на основе СКИ. Концентрационные зависимости £с - можно условно разделить на две области: Ус < 8 об.% и

> 8 об.%. В первом интервале предельная деформация композита ПЭ-1 -СКЭПТ уменьшается от 490 до 330%, а в случае ПЭ-1 - СКИ - до 85%. Потеря деформационных свойств последней системы вызвана переходом от пластичного к квазихрупкому разрыву. Во втором интервале относительное удлинение при разрыве композитов обоих видов остается практически постоянным. При использовании частиц СКЭПТ величина ^ составляет 270%, а в случае частиц на основе СКИ - 60 - 70%.

Для установления причины столь различного влияния двух типов частиц схожего размера на характер разрушения и свойства композитов на основе одного и того же полимера, были проведены микроскопические исследования. На рис.2 представлены снимки, демонстрирующие поведение частиц в матричном полимере при растяжении композита. Частицы СКЭПТ деформируются вместе с матричным полимером и разрушаются при деформации -230 - 240%, т.е. на стадии деформационного упрочнения материала (рис. 2, А). В месте разрушения образуется овальная пора, перерождающаяся в ромбовидную. Последняя, развиваясь поперек образца по мере дальнейшего его растяжения, разрушает материал. Частицы на основе СКИ также деформируются вместе с матричным полимером, но при деформации ~ 40% отслаиваются от него (рис. 2, Б). Сформировавшаяся овальная пора меняет свою форму и становится ромбовидной при е -50 -60%. Эта деформация близка к деформации формирования шейки в материале. Рост дефекта приводит к быстрому его разрыву.

Таким образом, как частицы с хорошей адгезией к матрице (СКЭПТ), так и с плохой (СКИ) инициируют появление сначала овальных, а затем ромбовидных пор. Разрушение обоих композитов связано с ростом ромбовидных дефектов. Тем не менее, их свойства различны. Это связано с тем, что ромбовидные дефекты образуются на разных этапах деформирования материалов: в ПЭ-1-СКЭПТ на стадии однородного растяжения, после распространения шейки вдоль образца, а в ПЭ-1 - СКИ при формировании шейки. В последнем случае большая часть материала остается упруго деформированной, а образование и рост ромбовидных дефектов локализован в узкой переходной зоне. Из-за ее малой длины макроскопическая деформация композита при разрушении оказывается небольшой, и он ведет себя как хрупкий материал. Это обстоятельство является причиной качественно разного поведения исследованных систем и, соответственно, существенно более высоких деформационных свойств ПЭ-1-СКЭПТ, по сравнению с ПЭ-1-СКИ. Можно сделать вывод, что адгезионная прочность между матричным полимером и частицами резины "сдерживает" преждевременное образование овальных и, как следствие, ромбовидных пор. Различная адгезия между частицами и полимерной матрицей является причиной разного деформационного поведения композитов ПЭ-1 - СКЭПТ и ПЭ-1 - СКИ.

е = 100%

240%

НН_____

€ = 40%

265%

180%

50%

70%

Рис. 2. Порообразование в композитах ПЭ-1 - СКЭПТ (А) и ПЭ-1 - СКИ (Б) при растяжении. Концентрация частиц резины 2 об.%, направление деформирования - горизонтальное.

3.2. Свойства композитов ни основе полиэтилена и смешанного эластичного наполнителя

Исследованы возможности повышения механических характеристик резино пластов на основе ПЭНП марки 16803-070 (ПЭ-1), путем варьирования состава наполнителя. Были получены системы из ПЭ-1 и смешанного наполнителя при общей концентрации частиц 60 мас.% (56 об.%). Соотношение частиц СКЭПТ : СКИ изменяли от 20:80 до 80:20. Размер частиц резины достигал 1000 мкм.

На рис. 3 представлены зависимости прочности стс и деформации ес при разрыве композитов в зависимости от доли частиц на основе СКИ а в составе смешанного наполнителя. Экспериментальные результаты не описываются правилом смесей (штриховая линия) ас= сю, + (]- а)о2, где сс - прочность композита, 01 и сг2 - прочность композита с частицами на основе СКИ и СКЭПТ соответственно. Введение в состав наполнителя а=0.1 частиц с плохой адгезией к матричному полимеру приводит к большему ухудшению деформационно-прочностных свойств материала, чем это предсказывает правило смесей. При а > 0.3 свойства материала мало отличаются от композита, содержащего только частицы резины на основе СКИ. Поскольку отслоение частиц резины на основе СКИ от матричного полимера происходит раньше, чем разрыв частиц СКЭПТ, можно заключить, что деформированные, но сохраняющие свою целостность, частицы СКЭПТ способны препятствовать разрушению материала в целом при а < 0.3. Как следствие, композит сохраняет высокую деформируемость. При дальнейшем увеличении доли частиц СКИ в составе смешанного наполнителя частицы СКЭПТ не способны препятствовать развитию и распространению пор, образующихся при отслоении частиц на основе СКИ, что приводит к разрыву материала при небольших значениях относительного удлинения.

о, МПа

0.5 1,0

Доля частиц на основе СКИ, а

е. %

240

160

0,5 1,0

Доля частиц на основе СКИ, а

Рис. 3. Зависимость прочности (а) и деформации при разрыве (б) композита состава ПЭ-1 — 60 мас.% наполнителя от доли частиц резины на основе СКИ в составе смешанного наполнителя. Пунктирная линия - расчет по правилу смесей.

3.3. Деформационные свойства композитов на основе полиэтилена и Эластичного наполнителя с размером частиц меньше критического

Исследовали композиты на основе полиэтилена низкой плотности марки 15803-070 (ПЭ-2) и частиц резины. Критический размер частицы, при котором в области шейки этого материала формируется ромбовидная пора, равен 610 мкм [I]. Использовали наполнители на основе СКЭПТ или СКИ с размером частицы менее 600 мкм.

При введении в 17Э-2 частиц наполнителя, как на основе СКЭПТ, так и па основе СКИ, менее 17 об.% композиты деформируются с образованием шейки, при дальнейшем увеличении концентрации - однородно пластично. Зависимости относительного удлинения при разрыве е^ композитов на основе ПЭ-2 от содержания частиц резины приведены на рис. 4. Значения для материалов, содержащих частицы СКЭПТ (кривая 1), выше по сравнению с ПЭ-2 с частицами СКИ (кривая 2) во всей области составов. Для композитов с частицами на основе СКИ деформация при разрыве монотонно уменьшается с ростом содержания наполнителя во всей исследованной области концентраций частиц (кривая 2), а при Уг > 40 об.% она практически совпадает с деформацией, при которой частицы резины отслаиваются от матричного полимера. При наполнении ПЭ-2 частицами СКЭПТ значения Ее материалов сначала уменьшаются, а затем остаются постоянными и равными - 220%, что близко к деформации разрыва частиц резины СКЭПТ. Микроскопические исследования показали, что разрушение композитов как с частицами СКЭПТ, так и с частицами на основе СКИ вызвано образованием и поперечным ростом ромбовидных пор (рис.5).

Рис, 4. Концентрационные зависимости деформации при разрыве композитов на основе ПЭ-2, наполненного частицами резины на основе СКЭПТ (1) и СКИ (2). Штриховыми линиями отмечены деформация разрыва частиц СКЭПТ и отслоения частиц на основе СКИ.

При Уг < 17 об.% ромбовидные поры формируются на стадии однородного растяжения материалов. Изменение формы дефектов при

Растяжение с образованном и ростом шейки

0,2 0,4 0,6 0,8

Концентрация наполнителя, об. доли

использовании частиц с I) < свидетельствует о том, что переход овал -ромб осуществляется при той деформации, при которой раскрытие растущей овальной поры достигает Определенного, критического значения. В свою очередь, критическое раскрытие овальной поры зависит ог концентрации частиц и уменьшается с ростом степени наполнения.

а б

Рис. 5. Внд разрушенных образцов ПЭ-2, содержащего 2 (а), 13об.% (б) частиц на основе СКИ и 45 об.% частиц СКЭПТ (в).

Б _ &

3 4

о.г о а о,б о,в

Коицектрасшя наполнителя, \ . об. доли

¥ * 800

Я о.

1600

О.

I 400

1-гоо

0.2 0.4 0,6 0,8 Концентрация исполнителя, об .дол и

Рис. 6. Зависимость прочности (а) и деформации при разрыве (б) композитов на основе сополимера этилена с винилацетатом от объемной доли наполнителя.

3,4. Разрушение композитов на основе однородно деформирующегося

полимера

Механизм разрушения композитов, обусловленный отслоением или разрывом эластомерных частиц наполнителя реализуется и в материалах на основе однородно деформирующегося полимера - сополимера этилена с винилацетатом (СЭВА). Концентрационные зависимости прочности ас и относительного удлинения при разрыве ес резинопласгов СЭВА-СЮПТ приведены на рис. 6. После введения 2 об,% частиц резины, величины ос и щ материалов резко уменьшаются. При дальнейшем увеличении концентрации наполнителя прочность при разрыве композитов не изменяется, а относительное удлинение при разрыве уменьшается незначительно. Причиной разрушения резинопласгов на основе СЭВА является образование и рост ромбовидных пор (рис.7). Слабая зависимость механических характеристик композитов от концентрации наполнителя свидетельствует о том, что достаточно образования одной ромбовидной поры для разрушения матери ал а в целом.

а б

Рис. 7. Поверхности разрушенных материалов на основе СЭВА, содержащего 4 (а), 8 (б) и 13 об.°/о частиц резины на основе СКЭПТ (в).

Глава 4. Влияние температуры на деформационное поведение композитов на основе полипропилена

В общем случае уменьшение размера наполнителя снижает локальные перенапряжения, возникающие вокруг частиц [3]. Аналогичное действие оказывает и повышение температуры испытаний [4]. Можно предположить, что при одинаковом размере частиц наполнителя уровень локальных перенапряжений вокруг частицы уменьшится, и, как следствие, изменится форма дефекта, формирующегося вблизи частицы фиксированного размера.

4.1. Материалы ПП - частицы резины

Исследовано влияние повышенной температуры на деформационно-прочностные свойства и характер разрушения композитов на основе полипропилена (ПП). Повышение температуры от 20 до 120°С не изменяет характер растяжения матричного полимера, который деформируется с образованием шейки и разрушается на стадии ориентационного упрочнения, после распространения шейки на всю длину рабочей части образца.

На рис. 8 приведены зависимости деформации при разрыве композитов ес различных составов. С повышением температуры до 75°С относительное удлинение материалов практически не меняется. При дальнейшем повышении температуры деформируемость композитов, содержащих 8 (кривая 1), 17 (кривая 2) и 26 об.% (кривая 3) резко возрастают. Величины £5 материалов состава ПП - 45 об. % и ПП - 66 об.% (кривые 4, 5) остаются практически неизменными. Резкое возрастание деформируемости композитов при 26 об.% связано с изменением характера их растяжения. При температуре выше 70°С осуществляется переход от хрупкого к пластичному разрушению. В композитах с Уг> 45 об.% тип разрушения не изменяется.

Рис. 8. Температурные зависимости деформации при разрыве материалов на основе ПП при концентрации частиц резины 8 (1), 17 (2), 26 (3), 45 (4) и 66 об.% (5).

Согласно результатам микроскопического анализа низко наполненных деформированных композитов, переход от одного типа разрыва к другому обусловлен изменением вида образующихся дефектов от трещины, быстро распространяющейся поперек образца, к ромбовидной поре (рис. 9). Как следствие, меняется характер разрушения композита в целом от хрупкого разрыва до разрыва при формировании шейки. Разрыв в области шейки вызван распространением ромбовидной поры поперек оси вытяжки. При дальнейшем увеличении температуры в области шейки материала наблюдаются как овальные поры, так и поры, сильно вытянутые вдоль оси растяжения, больше похожие на щели. Длина щелевидных дефектов может достигать ~ 20-25 мм. Они прорастают на всю толщину образца, но при этом не являются опасными, поскольку не происходит их поперечного роста. Увеличение длины щелевидной поры вдоль оси вытяжки композита не приводит к его разрыву.

а б

Рис. 9. Вид дефектов в образцах ПП - 8 об.% частиц резины, разрушенных при 40 (а), 75 (б) и 120°С (д). Стрелкой указано н ап рав л ен ие растя жен и я. Увеличение 10 (а, б) и 200 (в).

Отсутствие ромбовидных пор вблизи крупных частиц и формирование овальных и щелевидных дефектов в шейке композита обусловливает переход от хрупкого разрыва материала к пластичному неоднородному растяжению с устойчивым ростом шейки.

4.2. Композиты МИ - стеклосферы

В композитах ПГ! - резина переход от хрупкого разрыва к пластичному деформированию при повышении температуры обусловлен изменением формы образующихся дефектов, от микротрещины к овальной или щелевидной поре. Выше было показано (п, 3.3), что вероятность появления опасных дефектов и материале зависит от концентрации наполнителя. Можно предположить, что и температура, при которой осуществляется переход к неопасным порам, также будет зависеть от концентрации наполнителя. В системах ПП - частииы резины эта зависимость не имеет явно выраженный характер, что, вероятно, связано с большим размером частиц. Для проверки выдвинутого предположения о влиянии концентрации наполнителя на температуру хруп ко-пластично го перехода были исследованы композиты на основе ПП и полых стеклосфер СС. Размер СС существенно меньше, по сравнению с частицами резины и составляет 10-100 мкм.

На рис. 10 представлены зависимости относительного удлинения ес композитов на основе ПП с концентрацией 10 и 14 об,% СС. В первом случае деформация при разрыве резко увеличивается при температуре выше 25 С, а во втором - выше 60°С. Рост значений £с обусловлен переходом от хрупкого разрыва к растяжению с образованием и ростом шейки. Как и в случае материалов ПП - частицы СКЭПТ, изменение характера разрыва связано с видоизменением образующихся в материалах дефектов, а именно, от трещины к щелевидным порам (рис. 11).

В отличие от композитов ПП - резина, в материалах ПП-СС переход от хрупкого к пластичному разрыву осуществляется при более низких температурах, которая, в свою очередь, зависит от концентрации наполнителя. Учитывая, что дисперсность наполнителей существенно различна, был сделан вывод о влиянии размера частиц на температуру этого перехода.

Рис. 10. Температурные зависимости деформации при разрыве ПП. содержащего 10 (1) и 14 об.% (2) стеклосфер.

Рис, 11. Вид образцов ПП - СС, разрушенных при 20 (а), 90 °С (б). Содержание частиц СС 14 об.%, стрелкой указано направление растяжения (масштаб (б)-ЮОмкм).

Можно заключить, что повышение температуры оказывает влияние на форму образующихся дефектов в композитах на основе ПП, подавляя появление как поперечных трещин, так и ромбовидных пор и вызывая продольное расщепление матрицы (формирование щелсвидных пор). Отсутствие поперечного роста пор свидетельствует об уменьшении тангенциальных напряжений в материалах с ростом температуры. В области шейки ориентированная матрица с волокнистоподобной структурой ограничивает рост поры перпендикулярно оси растяжения. Отсутствие ромбовидных пор и формирование овальных и щелевидных дефектов в шейке композита обусловливает переход от хрупкого разрыва материала к пластичному растяжению с устойчивым ростом шейки.

Выводы

1. Обнаружен новый механизм разрушения дисперсно-наполненного композита, инициируемый разрывом или отслоением эластомерной частицы наполнителя. Разрушение или отслоение частицы инициирует появление ромбовидной поры и, как следствие, разрыв материала в целом. Его деформация при разрыве определяется деформацией разрушения или отслоения частицы.

2. Установлено, что адгезия между матрицей и крупными частицами эластомерного наполнителя препятствует появлению пор вида ромба в области формирующейся шейки и, как следствие, переходу от пластичного к хрупкому разрушению.

3. Установлено, что с повышением температуры в наполненном полипропилене изменяется вид дефектов, образующихся вблизи крупных

частиц наполнителя: от трещины к ромбовидной поре и затем к овальной или щелевидной поре. Видоизменение дефектов предопределяет смену механизма разрушения композита при постоянном содержании частиц наполнителя от хрупкого к разрыву при формировании шейки и, наконец, к пластичному.

4. Температура перехода от хрупкого к пластичному деформационному поведению композитов на основе ПП и эластичных или жестких частиц зависит от концентрации и размера частиц наполнителя и снижается при их уменьшении.

ЦИТИРУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Серенко O.A., Баженов С.Л., Насруллаев H.H., Берлин Ал.Ал. Влияние размера частиц на форму образующихся дефектов в дисперсно наполненном композите.// Высокомолек.соед. А. 2005. Т.47. № 1. - С.64-72.

2. Титов ДЛ., Першин СЛ., Кнунянц М.И., Крючков А.Н. Деформационное поведение композиционного материала на основе полиэтилена низкой плотности и порошков вулканизованных резин.// Высокомолек.соед. А. 1994. Т. 36. № 8. - С. 1353-1357.

3. Нильсен Л.Е. Механические свойства полимеров и полимерных композиций. М.: Химия. 1978.310с.

4. Гольдман АЛ. Прогнозирование деформационно-прочностных свойств полимерных и композиционных материалов. Л.: Химия. 1988.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в журналах из списка ВАК

1. Караева A.A., Серенко OA., Гончарук Г.П., Баженов СЛ. Новый механизм разрушения дисперсно-наполненного полимерного композита// Доклады Академии наук. 2008. Т.423. №1. - С.76-79. - 0,21 п.л. (авторский вклад 50%).

2. Серенко O.A., Караева A.A., Гончарук Г.П., Задеренко Т.В., Баженов СЛ. Особенности разрушения композитов на основе полиэтилена и эластичных частиц//Журнал технической физики. 2009, №6. - С. 92-97. -0,5п.л. (авторский вклад 30%).

3. Серенко O.A., Гончарук Г.П., Ракитянский АЛ., Караева A.A., Оболонкова Е.С., Баженов СЛ. Влияние температуры на деформационное поведение композита на основе полипропилена и частиц резиныУ/Высокомолекулярные соединения. А.2007. Т.49. №1. - С.71-78. -0,4п.л. (авторский вклад 30%). (Журнал рекомендован экспертным советом ВАК по химии).

4. Караева A.A., Гончарук Г.П., Серенко O.A., Баженов СЛ. Свойства композитов на основе полиэтилена и смешанного эластомерного

наполнителя.//Пластические массы. 2008. №3. - С.26-28 —0,3 п.л. (авторский вклад 40%). (Журнал рекомендован экспертным советом ВАК по химии).

Другие публикации

5. Караева A.A., Серенко O.A., Баженов СЛ. Деформационное поведение композитов на основе полипропилена и частиц резины при повышенной температуре// Четвертая Всероссийская . Каргинская конференция «Наука о полимерах 21-му веку». Москва. 2007. Т.З. - С. 327-0,05п.л. (авторский вклад 50%).

6. Караева A.A., Гончарук Г.П., Серенко O.A., Баженов СЛ. Влияние адгезионного взаимодействия между матрицей и наполнителем на свойства композитов на основе ПЭНП//ХП Международная научно- техническая конференция «Наукоемкие химические технологии -2008». Волгоград. 2008. -С.263. -0,05п.л. (авторский вклад 50%).

Подписано в печать: 08.05.2009

Заказ № 2024 Тираж -100 экз. Печать трафаретная. Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш., 36 (499)788-78-56 www.autoreferat.ru

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Караева, Айна Атавовна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Свойства композиционных материалов на основе термопластичных . полимеров и частиц резины (резинопл астов).

1.2. Механизмы деформирования дисперсно-наполненных полимерных композитов.

1.2.1 Пластично - пластичный переход.^

1.2.2 Пластично - хрупкий переход.^

1.2.3 Хрупко - пластичный переход.^з

1.3 Влияние размера частиц наполнителя на механические свойства и характер разрушения композитов.

Выводы к главе

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Объекты исследования.

2.2 Получение композитов с резиновой крошкой.,

2.3 Получение композитов с жестким наполнителем.

2.4. Методы исследования.

2.4.1 Дисперсионный анализ.

2.4.2 Механические испытания.

2.4.3. Реологические испытания.

2.4.4 Микроскопия.

ГЛАВА 3. МЕХАНИЗМ РАЗРУШЕНИЯ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ ПОЛИМЕРОВ И ЧАСТИЦ РЕЗИНЫ

3.1. Деформационное поведение композитов на основе полиэтилена и крупных частиц резины.

3.2. Свойства композитов на основе полиэтилена и смешанного эластомерного наполнителя.

3.3. Деформационные свойства композитов на основе полиэтилена и эластичного наполнителя с размером частиц меньше критического.

3.4. Разрушение композитов на основе однородно деформирующегося полимера.

Выводы к главе.

ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ДЕФОРМАЦИОННОЕ ПОВЕДЕНИЕ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ ПОЛИПРОПИЛЕНА

4.1. Материалы ПП - частицы резины.

4.2. Композиты ПП - стеклосферы.

Выводы к главе.

ВЫВОДЫ.

Введение диссертация по физике, на тему "Условия образования опасных дефектов в дисперсно-наполненных композитах на основе пластичных полимеров"

Актуальность темы. Использование наполнителей в составе полимерных материалов позволяет направленно изменять их свойства и создавать новые композиты с комплексом необходимых эксплуатационных характеристик. Однако улучшение одного параметра зачастую сопряжено с ухудшением другого. Например, повышение ударопрочности некоторых полимеров при введении эластомера сопровождается снижением модуля упругости, а его повышение при использовании минеральных наполнителей часто сопровождается ухудшением деформационных свойств материалов.

В 80-ых годах прошлого века появились новые композиционные материалы - резинопласты. В резинопластах в качестве матрицы используются термопластичные полимеры (полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид), а наполнителем являются частицы резины, полученные при измельчении отходов резино - технических изделий. Отличие дисперсной порошковой резины от традиционно используемых жестких наполнителей заключается, во-первых, в том, что модуль упругости эластичного наполнителя значительно меньше модуля упругости термопластичной матрицы и, во-вторых, в большом размере частиц резины, который достигает сотен микрон. Для этих систем мало исследованы такие проблемы как способность эластичных частиц деформироваться вместе с матричным полимером, влияние адгезионного взаимодействия между матрицей и наполнителем, а также концентрации наполнителя на вероятность появления опасных дефектов в композите. Не определены условия видоизменения ромбовидных дефектов.

-исследования деформационного поведения резинопластов на основе сополимера этилена и винилацетата СЭВА, полиэтилена низкой плотности ПЭ, полипропилена 1111 и эластомерных частиц на основе изопренового каучука СКИ и этилен - пропилен - диенового каучука СКЭПТ;

Научная новизна

• Установлено, что хорошая адгезия между матрицей и крупными частицами эластомерного наполнителя препятствует появлению пор вида ромба в области формирующейся шейки и, как следствие, переходу от пластичного к хрупкому разрушению.

• Показано, что ромбовидные поры в композитах на основе ГШ могут видоизменяться в щелевидные поры при повышении температуры. Последние не являются опасными, и их рост не приводит к разрушению материалов при низких значениях деформации. Смена вида дефектов обусловливает хрупко - пластичный переход в композитах. Температура перехода зависит от концентрации и размера частиц наполнителя и снижается при их уменьшении.

Достоверность полученных результатов обеспечивается корректным набором экспериментально-измерительных средств и методов обработки экспериментальных результатов, позволяющих получить взаимодополняющую информацию. Примененная в исследовании аппаратура откалибрована по эталонам.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из 4 глав, выводов и списка литературы. Работа изложена на 132 страницах, содержит 4 таблицы и 34 рисунка. Список литературы включает в себя 130 публикаций. 8

Заключение диссертации по теме "Физика конденсированного состояния"

выводы

3. Установлено, что с повышением температуры в наполненном полипропилене изменяется вид дефектов, образующихся вблизи крупных частиц наполнителя: от трещины к ромбовидной поре и затем к овальной или щелевидной поре. Видоизменение дефектов предопределяет смену механизма разрушения композита при постоянном содержании частиц наполнителя от хрупкого к разрыву при формировании шейки и, наконец, к пластичному.

4. Температура перехода от хрупкого к пластичному деформационному поведению композитов на основе ГШ и эластичных или жестких частиц зависит от концентрации и размера частиц наполнителя и снижается при их уменьшении.

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Караева, Айна Атавовна, Москва

1. Серенко, О.А. Влияние размера частиц на форму образующихся дефектов в дисперсно наполненном композите Текст. / О.А. Серенко, С.Л. Баженов, И.Н. Насруллаев, Ал.Ал. Берлин. Высокомолек. соед. А, 2005. Т.47. №1. - С. 64-72.

2. Каца, Г.С. Наполнители для полимерных композиционных материалов Текст. / под ред. Г.С. Каца, Д.В. Милевски. М.: Химия, 1981.

3. Hohenberger, W. Функциональные наполнители Текст. / W. Hohenberger. Полимерные материалы. Изделия, оборудование, технологии. 2006. № 2. -С. 12- 16.

4. Соловьев, Е.М. Основные направления использования измельченного вулканизата Текст. Е.М.Соловьев, О.Ю. Соловьева. Каучук и резина. 1994. №4.-С. 36-46.

5. Вольфсон, С.А. Новые пути создания полимерных композиционных материалов Текст. / С.А. Вольфсон. ЖВХО, 1985. Т.34. №5. - С. 530 -536.

6. Kowalska, Е. Heterophase thermoplastic polymer compositions modified with rubber wastes Text. / E. Kowalska, M. Zubrowska, M. Borensztejn. -Polimery, 2003. T.48. №9. P. 633 - 640.

7. Rajalingman, P. Ground rubber tire/thermoplastic composites: Effect of different ground rubber tires Text. / P. Rajalingman, J. Sharpe, W. Baker. -Rubber Chem. Technol., 1993. V.66. №4. P. 664 - 677.

8. Скворцов, В.П. Свойства резинопластов на основе полиэтилена Текст. / В.П. Скворцов, JI.O. Бунина, В.Н. Кулезнев, В.И. Сергеев, Е.В. Грошева, Г.З. Векслер. Пласт, массы, 1988. №6. - С. 48 - 49.

9. Скворцов, В.П. Особенности старения композиций на основе ПЭНД с дисперсным эластичным наполнителем Текст. / В.П. Скворцов, В.Н. Кулезнев, JI.O. Бунина, В.И. Сергеев, B.JI. Петрова. Пласт, массы, 1989. №5. - С. 39 - 42.

10. Крючков, А.Н. Материал для защитных покрытий строительных сооружений и конструкций и способ его получения Текст. / А.Н. Крючков, М.И. Кнунянц, A.A. Бурбелло, Г.П.Гончарук. Пат. № 2129133.

11. Гончарук, Г.П. Резинопласты — композиционные материалы на основе полиэтилена низкой плотности и измельченной резины Текст.: дис. канд. хим. наук: 02.00.06 / Гончарук Галина Петровна. М., 2001. - 153с.

12. Серенко, O.A. Резинопласты новый класс дисперсно-наполненных композиционных материалов Текст. / O.A. Серенко, C.JI. Баженов, А.Н. Крючков, B.C. Авинкин, Ю.М. Будницкий. - Хим. промышленность, 2003. №7.-С. 34-39.

13. Титов, Д.Л. Деформационное поведение композиционного материала на основе полиэтилена низкой плотности и порошков вулканизованных резин Текст. / Д.Л.Титов, С.А.Першин, М.И.Кнунянц, А.Н.Крючков. -Высокомолек. соед. А., 1994. Т.36. №8. С. 1353 - 1358.

14. Вольфсон, С.А. Переработка и использование отходов шин и резиновых изделий в шинной, резинотехнической промышленности и переработке пластмасс. Тенденции развития технологии Текст. / С.А. Вольфсон, В.Г. Никольский. Пласт, массы, 1997. № 5. - С. 39 - 44.

15. Трофимова, Г.М. Влияние условий получения резинопластов на основе резиновой крошки и ПЭНП на их механические свойства Текст. Г.М. Трофимова, Д.Д. Новиков, JI.B. Компанией, Э.В. Прут. Пласт, массы, 2002. №1,-С. 38 -39.

16. Mennig, G. Thermoplastic Elastomers from Polypropylene-Powdered Rubber Scrap Text. / G. Mennig, M. Hannes, W. Pzymski, H. Scholz. Polimery, 1997. V.42. № 7-8. - P. 491 - 494.

17. Даутбаев, М.Г. Литье под давлением резинопластов Текст. / М.Г. Даутбаев, Г.В. Сагалаев. Пласт, массы, 1977. №3. - С.35 - 36.

18. Тамарин, В.Ф. Свойства наполненных смесей на основе тройного бутадиен-стирольного термоэластопласта Текст. / В.Ф. Тамарин, Л.Г. Адеишвили, И.В.Руденко, Б.Х. Самородова. Каучук и резина, 1988. №9. -С.9- 11.

19. Nevatia, P. Thermoplastic elastomers from reclaimed rubber and waste plastics Text. / P. Nevatia, T.S. Banerjee, B. Dutta, A. Jha, A.K. Naskar, A.K. Bhowmick. J. Appl. Polym. Sei, 2002. V.83. №7. - P. 2035 - 2042.

20. Разумов, A.C. Технология сыпучих материалов Текст.: тез. докл. Т.2. / A.C. Разумов, В.Ю. Урядов, C.B. Гудков. Всес. конф. Химтехника-89. -Ярославль, 1989: - С. 47.

21. Скворцов, В.П. Пути повышения эффективного использования вторичных полимерных ресурсов Текст. / В.П. Скворцов, В.Н. Кулезнев. Тез. докл. 2 Всес. конф. Кишинев, 1989. 4.1. - С. 189.

22. Гончарук, Г.П. Влияние удельной поверхности и формы резиновой крошки на механические свойства резинопластов Текст. / Г.П. Гончарук, М.И. Кнунянц, А.Н. Крючков, Е.С. Оболонкова. Высокомолек. соед. Б, 1998. Т.40. №5. - С.873 - 877.

23. Голуб, JT.C. Свойства композиционных материалов на основе полипропилена и измельченного вулканизата Текст. / JI.C. Голуб, А.Ю. Полоз, Ю.Н. Ващенко. Каучук и резина, 2005. №5. - С. 44 - 45.

24. Гончарук, Г.П. Влияние концентрации частиц резины на механизм разрушения наполненного полипропилена Текст. / Г.П.Гончарук, C.JI. Баженов, Е.С. Оболонкова, O.A. Серенко. Высокомолек.соед. А, 2003. Т.45. №6. - С. 970 - 977.

25. Савченко, Б.М. Влияние отходов резины на свойства полипропиленовых композиций Текст. / Б.М. Савченко, В.М. Гриненько, A.B. Пахаренко,

26. В.В. Пахаренко, В.В. Кострицкий, В.А. Пахаренко. Пласт, массы, 2007. №1.-С. 31 -33.

27. Deanin R.D., Hashemiolya S.M. Text. / Polim. Mater. Sci and Eng., 1987. P. 212.

28. Higner modulus compositions incorporating particulate rubber. Patent number: 5506283. 1996.

29. Composite powder rubber, its preparation method and application. Patent number: CN 1412229. 2003.

30. Method for producing longer rubber mat and the resultant longer rubber mat Patent number: JP 2001323073. 2001.

31. В.А. Голубев, В.И. Матвецов, Т.К. Кролик. Текст. / А.с. 1420001 СССР / Б.И. 1988. №32.-С. 98.

32. Polymer modified rubber composition. Patent number: 5510419. 1996.

33. Process for activating vulcanized waste rubber particles and a process for producing a rubber like article using said activated waste rubber particles. Patent number: US 5425904. 1993.

34. Pramanik P.K., Baker W.E. Text. / Plast. Rubber Compos. Process and Appl., 1995. V.24.№4.-P. 229.

35. Rajalingam, P.K. The role of functional polymers in ground rubber tire -polyethylene composite Text. / P.K. Rajalingam, W.E. Baker. Rubber Chem. Technol., 1992. V.65. №5. - P. 908 - 916.

36. Naskar, А.К. Thermoplastic elastomeric composition based on maleic anhydride grafted ground rubber tire Text. / A.K. Naskar, S.K. De, A.K. Bhowmick. - J. Appl. Polym. Sci., 2002. V.84. № 2. - P. 370 - 378.

37. Кузнецова, О.П. Смесевые композиции на основе резиновой крошки Текст. / О.П. Кузнецова, JI.A. Жорина, Э.В. Прут. Высокомолек. соед. А., 2004. Т.46. №2. - С. 275 - 284.

38. Трофимова, Г.М. Влияние метода измельчения на структуру резиновой крошки Текст. / Г.М.Трофимова, Д.Д.Новиков, J1.B. Компаниец, Т.И. Мединцева, Ю.Б. Ян, Э.В. Прут. Высокомолек. соед. А, 2000. Т.42. №7. -С. 1238- 1245.

39. Трофимова, Г.М. Модификация резиновой крошки Текст. / Г.М. Трофимова, Д. Д. Новиков, J1.B. Компаниец, В.Т. Шашкова, Т.И. Мединцева, A.M. Чайкун, Э.В. Прут. Высокомолек. соед. А., 2003. Т.45. №6. -С. 912-920.

40. Rubber compositions and method. Patent number: US 4481335. 1984.

41. Thermoplastic elastomeric composition containing vulcanized rubber particles and surfactant and process for preparation thereof. Patent number: USP 4386182. 1983.

42. Fuhrmann, I. Photoinitiated grafting of glycidyl methacrylate and methacrylic acid on ground tire rubber Text. / I. Fuhrmann. J. Karger - Kocsis. J. Appl. Polym. Sei., 2003. V.89. №6. - P. 1622 - 1630.44. www.ihanceproducts.com/Products.htm

43. Серенко, O.A. Свойства прокатанных композитов полиэтилен высокой плотности резина Текст. / O.A. Серенко, A.B. Ефимов, Г.П. Гончарук, C.JI. Баженов. - Высокомолек. соед. А, 2005. Т.47. №1. - С. 58 - 63.

44. Серенко, O.A. Влияние прокатки на деформационные свойства композита полиэтилен резина Текст. / O.A. Серенко, A.B. Ефимов, И.Н. Насруллаев, Е.С. Оболонкова, A.JI. Волынский, C.JI. Баженов. -Высокомолек. соед. А, 2003. Т.45. №8. - С. 1300 - 1307.

45. Bazhenov, S.L. Fillers: their effect on the failure modes of plastics Text. / S.L. Bazhenov. Plastics Additives. London - New York - Madras: Chapmen and Hall, 1998.-P. 252-259.

46. Bazhenov, S.L. Ductility of filled polymers Text. / S.L. Bazhenov, J.X. Li, A.Hiltner, E. Baer. J. Appl. Polym. Sei., 1994. V.52. №2. - P. 243 - 254.

47. Bazhenov, S.L. The effect of particles on failure modes of filled polymers Text. / S.L.Bazhenov. Polym. Eng. Sei., 1995. V.35. №10. - P. 813 - 822.

48. Берлин, Ал. Ал. Физические аспекты прогнозирования разрушения и деформирования Текст.: сб. науч. тр. / Ал. Ал. Берлин, C.JI. Тополкараев, С.Л.Баженов. Л.: ФТИ, 1987.

49. Серенко, O.A. Пластично пластичный переход в дисперсно-наполненных композитах на основе термопластичных полимеров Текст. / O.A. Серенко, Г.П. Гончарук, C.JI. Баженов. - Высокомолек. соед. А, 2006. Т.48. №6. - С. 956 - 969.

50. Серенко, O.A. Влияние температуры на свойства резинопластов на основе полиэтилена средней плотности Текст. / O.A. Серенко, И.Н. Насруллаев, Г.П. Гончарук, C.JI. Баженов. Пласт, массы, 2004. №7. - С. 6 - 10.

51. Серенко, O.A. Хрупко пластичный переход в композитах полимер -частицы резины Текст. / O.A. Серенко, Г.П. Гончарук, Е.С. Оболонкова, C.JI. Баженов. - Высокомол. соед. А, 2006. Т.48. №3. - С. 481 - 494.

52. Баженов, C.JI. Влияние концентрации наполнителя на нижний предел текучести полимерных композитов Текст. / C.JI. Баженов, Г.П. Гончарук, В.Г. Ошмян, O.A. Серенко. Высокомолек.соед. Б, 2006. Т.48. №3. - С. 545 - 549.

53. Nicolais, L. Stress-strain behavior of styrene-acrylonitrile/glass bead composites in the glassy region Text. / L. Nicolais, M. Narkis. Polym. Eng. Sei., 1971. V.U. №3. -P. 194- 199.

54. Nicolais, L. The Strength of Polymerie Composites Containing Spherical Fillers Text. / L. Nicolais, R.A. Mashelkar. J. Appl. Polym. Sei., 1976. V.20. -P. 561 - 563.

55. Серенко, O.A. Прочность и предел текучести композита полиэтилен -резина Текст. / O.A. Серенко, Г.П. Гончарук, B.C. Авинкин, А.С Кечекьян, С JI. Баженов. Высокомолек. соед. А, 2002. Т.44. №8. - С. 1399- 1404.

56. Серенко, O.A. Влияние деформационного упрочнения термопластичной матрицы на свойства композита с эластичным наполнителем Текст. / O.A. Серенко, B.C. Авинкин, C.JL Баженов. Высокомолек. соед. А, 2002. Т.44. №3.-С. 457 -464.

57. Авинкин, B.C. Механические свойства композиционных материалов на основе термопластов и частиц резины Текст.: дис. канд. хим. наук: 05.17.06 / Авинкин Владимир Сергеевич. -М., 2003. 172с.

58. Dubnikova, I.L. Mechanisms of particulate filled polypropylene finite plastic derformation and fracture Text. / I.L. Dubnikova, V.G. Oshmyan,

59. A.Ya.Gorenberg. J. Mater. Sei., 1997. V.32. - P. 1613 - 1622.

60. Дубникова, И.Л. Влияние межфазной адгезии на деформационное поведение и энергию разрушения дисперсно наполненного полипропилена Текст. / И.Л. Дубникова, С.М. Березина, В.Г. Ошмян,

61. B.Н. Кулезнев. Высокомолек.соед. А, 2003. Т.45. №9. . С. 1494 - 1507.

62. Точин, В.А. Концентрационная зависимость деформационных характеристик композиций полиэтилена высокой плотности с дисперсными наполнителями Текст. / В.А. Точин, E.H. Щупак, В.В. Туманов. Механика композит, материалов, 1984. №4. - С. 635 - 639.

63. Encyclopedia of Polymer Science and Engineering. New York: Wiley, 1988. V.ll.-P. 656-658.

64. Тополкараев, В.А. Условия реализации пластических свойств в дисперсно наполненных полиолефинах Текст. / В.А. Тополкараев, Н.В. Горбунова, И.Л. Дубникова, Т.В. Парамзина, Ф.С. Дьячковский. Высокомолек. соед. А, 1990. Т.32. №Ю. - С. 2210 - 2216.

65. Дубникова, И.Л. Пластические свойства дисперсно наполненного полипропилена Текст. / И.Л. Дубникова, В.А.Тополкараев, Т.В. Парамзина, Е.В.Горохова, Ф.С. Дьячковский. Высокомолек.соед. А, 1990. Т.32. №4.-С. 841 - 847.

66. Гольдман, А.Я. Совместимость полиэтилена низкой плотности с некоторыми каучуками Текст. / А.Я. Гольдман, Ю.С. Поляков, И.В. Курбатова, Н.Л. Сибирякова. Пласт, массы, 1972. №7. - С. 17 - 19.

67. Li, J.X. The ductile to quasibrittle transition of particulate filled thermoplastic polyester Text. / J.X. Li, M. Silverstein, A. Hiltner, E. Baer. -J.Appl. Polym. Sci., 1994. V.52. №2. - P. 255 - 267.

68. Smith T. L. Text. /Trans. Soc. Reology., 1959. V.3. P. 113.

69. Нильсен, JT.E. Механические свойства полимеров и полимерных композиций Текст. / Л.Е.Нильсен.- М.: Химия, 1978. 310с.

70. Насруллаев, И.Н. Влияние размера частиц эластичного наполнителя на характер разрушения дисперсно наполненных полимерных композитов Текст.: дис. канд. хим. наук: 01.04.07 / Насруллаев Ибрагим Насруллаевич. -М., 2005. - 169с.

71. Zuiderduin, W.C.J. Toghening of polypropylene with calcium carbonate particles Text. / W.C. Zuiderduin, C. Westzaan, J. Huetink, R.J. Gaymans. -Polymer, 2003. V.44. №1. P. 261 - 275.

72. Bardan, B.M. High-density polyethylene filled with modified chalk Text. / B.M. Bardan, A. Galeski, M. Kryszewski. J. Appl. Polym. Sci., 1982. V.28. №10.-P. 3669 -3681.

73. Chacko, V.P. Tensile properties of CaC03 filled polyethylenes Text. / V.P. Chacko, R.J. Farris, F.E. Karasz. - J. Appl. Polym. Sci., 1983. V.28. № 9. - P. 2701 -2713.

74. Bartczak, Z. Toughness mechanism in semi-crystalline polymer blends: II. High-density polyethylene toughened with calcium carbonate filler particles Text. / Z. Bartczak, A. S. Argon, R. E. Cohen, M. Weinberg. Polymer, 1999. V.40. №9.-P. 2347 -2365.

75. Urayama, H. Mechanical and thermal properties of poly (L-lactide) incorporating various inorganic fillers with particle and whisker shapes Text. / H. Urayama, Ch. Ma, Y. Kimura. Macromol. Mater. Eng., 2003. V.288. №7. - P. 562 - 568.

76. Kauly, T. Highly filled thermoplastic composites: II Effects of particle size distribution on some properties Text. / T. Kauly, B. Keren, A. Siegmann, M. Narkis. -Polym. Composites, 1996. V.17. №6. P. 806 - 815.

77. Дубникова, И.Л. Механические и электрические свойства композиций полипропилена с углесодержащим наполнителем — шунгитом Текст. / И.Л. Дубникова, Н.Ф. Кедрина, А.Б. Соловьева, Н.Н. Рожкова, И.А.

78. Чмутин, А.Т. Пономаренко, А.О. Баранов, М.А. Ляпунова. Высокомолек. соед. А, 1999. Т.41. № 2. С. 324 - 331.

79. Tsui, С.Р. Fracture of Polymers Text. / C.P. Tsui, C.Y. Tang, T.C. Lee. -Composites and Adhesives. ESIS Publ., 2000. V.27. P. 395.

80. Михлер, Г. Деформационная структура типа трещин серебра в дисперсно наполненном полиэтилене Текст. / Г. Михлер, Ю.М. Товмасян, В.А. Тополкараев, И.Л. Дубникова, В. Шмидт. Механика композит, материалов, 1988. №2. - С. 221 - 226.

81. Дубникова, И.Л. Влияние размера включений на межфазное расслоение и предел текучести наполненных пластичных полимеров Текст. / И.Л. Дубникова, В.Г. Ошмян. Высокомолек. соед. А, 1998. Т.40. № 9. - С. 1481 - 1492.

82. Argon A.S., Cohen R.E. Text. / Polymer, 2003. V. 44. P. 6013.

83. Liang, J.-Z. Toughening and reinforcing in rigid inorganic particulate filled poly (propylene): a review Text. / J.-Z. Liang. J. Appl. Polym. Sci., 2002. V. 83. - P. 1547 - 1555.

84. Ошмян, В.Г. Моделирование вязкого разрушения полимерных смесей и композитов с учетом формирования межфазного слоя Текст. / В.Г.

85. Oiiimäh, C.A. TuMaH, M.IO. LLIaMaeB. Bbicokomojick. coeß. A, 2003. T.45. №10.-C. 1689- 1698.

86. Jiang W., Yuan Q., An L., Jiang B. / Polymer, 2002. V.43. № 4. P. 1555.

87. Molnar, Sz. Impact fracture study of multicomponent polypropylene composites Text. / Sz. Molnar, B. Pukanszky, C.O. Hammer, F.H.J. Maurer. -Polymer, 2000. V.41. №4. P. 1529 - 1539.

88. Muratoglu, O.K. Microstructural processes of fracture of rubber-modified polyamides Text. / O.K. Muratoglu, A.S. Argon, R.E. Cohen, M. Weinberg. -Polymer, 1995. V.36. №25. P. 4771.

89. Muratoglu, O.K. Microstructural fracture processes accompanying growing cracks in tough rubber-modified polyamides Text. / O.K. Muratoglu, A.S. Argon, R.E. Cohen, M. Weinberg. Polymer, 1995. V.36. №25. - P. 4787.

90. Bartczak, Z. Toughness mechanism in semi-crystalline polymer blends: 1. High-density polyethylene toughened with rubbers Text. / Z. Bartczak, A.S. Argon, R.E. Cohen, M. Weinberg. Polymer, 1999. V.40. №9. - P. 2331 -2346.

91. Van der Wal, A. Polypropylene-rubber blends: 2. The effect of the rubber content on the deformation and impact behaviour Text. / A. Van der Wal, R. Nijhof, R.J. Gaymans. Polymer, 1999. V.40. №22. - P. 6031 - 6044.

92. Chou, C.J. Ductile-to-brittle transition of rubber modified polypropylene Part I Irreversible deformation mechanisms Text. / C.J. Chou, K. Vijaian, D. Kirby, A. Hiltner, E. Baer. - J Matter Sei., 1988. №23. - P. 2521 - 2532.

93. Chang, F.-C., Hsu H.-C. Text. / J Appl Polym Sei., 1991. №43. P. 1025.

94. Баженов, C.JI. Механизмы разрушения и прочность полимерных композиционных материалов Текст. / С.Л. Баженов, В.А. Тополкараев, Ал.Ал. Берлин. ЖВХО, 1989. Т.34. №5. - С. 536 - 544.

95. Berlin, А.А. Principles of Polymer Composites Text. / A.A. Berlin, S.A. Volfson, N.S. Enikolopian, S.S. Negmatov. Berlin Heidelberg New York Tokio : Springer - Verlag. 1986.

96. Браутман, Л. Разрушение и усталость. Композиционные материалы Текст. / Л. Браутман. М.: Мир, 1978. Т.5.

97. Промышленные полимерные композиционные материалы / Под ред. М. Ричардсона. М: Химия, 1980.

98. Фудзии, Т. Механика разрушения композиционных материалов Текст. / Т. Фудзии, М. Дзако. М.: Мир, 1982. -232с.

99. DiBenedetto, А.Т. Crack propogation in amorphous polymers and their composites Text. / A.T. DiBenedetto. J. Macromol. Sci. Phys., 1973. №4. -P. 657 - 658.

100. Lee, J. Fracture of glass bead/epoxy composites: on micro mechanical deformations Text. / J. Lee, A.F. Yee. - Polymer, 2000. V.41. № 23. - P. 8363 - 8373.

101. Lee, J. Inorganic particle toughening I: micro- mechanical deformations in the fracture of glass bead filled epoxies Text. / J. Lee, A.F. Yee. Polymer, 2001. V.42. №2.-P. 577 - 588.

102. Lee, J. Inorganic particle toughening II: toughening mechanisms of glass bead filled epoxies Text. / J. Lee, A.F. Yee. Polymer, 2001. V.42. №2. - P.589 -597.

103. Берлин, Ал.Ал. Полимерные матрицы для высокопрочных армированных композитов Текст. / Ал.Ал. Берлин, JI.K. Пахомова. Высокомолек. соед. А, 1990. Т.32. № 7. - С. 1347 - 1382.

104. Шогенов, В.Н. Самозатупление надрезов в пленочных образцах смесей поликарбонат полиарилатариленсульфоноксидный блок-сополимер Текст. / В.Н. Шогенов, Г.В. Козлов, М.А. Газаев, А.К. Микитаев. -Высокомолек. соед. А, 1986. Т.28. №11. - С. 2430 - 2435.

105. Черепанов, Г.П. Механика хрупкого разрушения Текст. / Г.П. Черепанов. М.: Наука, 1974.

106. Волков, В.П. Особенности разрушения стеклообразных эпоксидных полимеров, модифицированных каучуком Текст. / В.П. Волков, Г.Г. Алексанян, Ал.Ал. Берлин, Б.А. Розенберг. Механика композит, материалов, 1984. №2. - С. 343 - 348.

107. Волков, В.П. Особенности квазихрупкого разрушения густосетчатых эпоксидных полимеров, модифицированных каучуками Текст. / В.П. Волков, Г.Г. Алексанян, Ал.Ал. Берлин, Б.А. Розенберг. Высокомолек. соед. А. Т.27. №4. - С.756 - 762.

108. Toughened plastics. I. Science and engineering. / Editor by Riew C.K., Kinlock A.J. Advances in chemistry series 233: American chemical society. Washington, DC 1993.

109. Orange, G. Low rate fracture toughness of highly filled polypropylene: brittle to ductile behavior Text. / G. Orange. Fracture of Polymers, Composites and Adhesives, 2000. ESIS Publication 27. - P. 247 - 257.

110. A, 1988. Т.30. №11. С. 2345 -2352.

111. Товмасян, Ю.М. Влияние технологических режимов переработки на распределение стеклосферического наполнителя в ПЭНД Текст. / Ю.М.Товмасян, В.А. Тополкараев, Ал.Ал. Берлин, И.Л. Журавлев, Н.С. Ениколопян. Пласт, массы, 1984. №7. - С. 33 - 36.

112. Морозова, Н.В. Статистические аспекты вязкого разрушения наполненного полиэтилена высокой плотности Текст. / Н.В.Морозова,

113. B.А. Тополкараев. Высокомолек. соед. А, 1991. Т.ЗЗ. №1. - С. 81 - 86.

114. Meddad, A. Stress-strain behavior and tensile dilatometry of glass bead-filled polypropylene and polyamide 6 Text. / A. Meddad, B. Fisa. J Appl. Polym. Sci., 1997. V.64. №4. - P. 653 - 665.

115. Калмыков, Ю.Б. Влияние размера и концентрации наполнителей на физико-механические свойства композиционного материала Текст. / Ю.Б. Калмыков, Н.В. Дракин, О.Л. Дубрава. Механика композит, материалов, 1989. №2. - С. 204 - 213.

116. Веттегрень, В.И. Влияние формы частиц наполнителя на прочность полимерного композита Текст. / В.И. Веттегрень, А.Я. Башкараев, М.А. Суслов. ЖТФ, 2007. Т.77. вып. 6. - С. 135 - 138;

117. Веттегрень, В.И. Влияние формы и концентрации частиц наполнителей на тепловое расширение полимерных композитов Текст. / В.И. Веттегрень, А.Я. Башкараев, М.А. Суслов. ЖТФ, 2007. Т.77. вып. 10. - С. 135 - 138.

118. Пестриков, В.М. Механика разрушения твердых тел Текст. / В.М. Пестриков, Е.М. Морозов. Санкт-Петербург: Профессия, 2002.

119. Лурье, А.И. Теория упругости Текст. / А.И. Лурье. М.: Наука, 1970.

120. Партон, В.З. Механика упругопластического разрушения Текст. / В.З. Партон, Е.М. Морозов. М.: Наука, 1985.

121. Партон, В.З. Механика разрушения. От теории к практике Текст. / В.З. Партон. М.: ЖИ, 2007.

122. Серенко, O.A. Течение высоконаполненных композиций термопластичный полимер дисперсный эластичный наполнитель Текст. / O.A. Серенко, Г.П. Гончарук, М.И. Кнунянц, А.Н.Крючков. -Высокомолек. соед. А, 1998. Т.40. №7. - С. 1186 - 1190.

123. Гончарук, Г.П. Деформация при разрыве полиэтилена низкой плотности, наполненного частицами резины Текст. / Г.П. Гончарук, O.A. Серенко, П.А. Никитин, С.Л. Баженов. Высокомолек. соед. А, 2002. Т. 44. №8. - С. 1374 - 1379.

124. Тамуж, В.П. Микромеханика разрушения полимерных материалов Текст. / В.П. Тамуж, B.C. Куксенко. Рига: Зинатне, 1978. - 294с.

125. Серенко, O.A. Влияние температуры на механизм разрушения композита полиэтилен резина Текст. / O.A. Серенко, Г.П. Гончарук, И.Н. Насруллаев, Г.М. Магомедов, Е.С. Оболонкова, C.JI. Баженов. -Высокомолек. соед. А, 2003. Т.45. № 11. - С. 1900 - 1908.

126. Мэнсон, Дж. Полимерные смеси и композиты Текст. / Дж. Мэнсон, JI. Сперлинг. М.: Химия, 1979.

127. ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

128. Серенко O.A., Гончарук Г.П., Ракитянский A.JL, Караева A.A., Оболонкова Е.С., Баженов C.JI. Влияние температуры на деформационное поведение композита на основе полипропилена и частиц резины // Высокомолек. соед. А. 2007. Т.49. №1. С.71-78.

129. Караева A.A., Серенко O.A., Баженов C.JI. Деформационное поведение композитов на основе полипропилена и частиц резины при повышенной температуре // Четвертая Всероссийская Каргинская конференция «Наука о полимерах 21-му веку». Москва, 2007. Т.З. С. 327.

130. Караева A.A., Гончарук Г.П., Серенко O.A., Баженов C.J1. Свойства композитов на основе полиэтилена и смешанного эластомерного наполнителя // Пласт, массы. 2008. №3. С.26-28.

131. Караева A.A., Серенко O.A., Гончарук Г.П., Баженов C.JI. Новый механизм разрушения дисперсно-наполненного полимерного композита // Докл. РАН, 2008, Т.423, №1, С. 76-79.

132. Серенко O.A., Караева A.A., Гончарук Г.П., Задеренко Т.В., Баженов C.JI. Особенности разрушения композитов на основе полиэтилена иэластичных частиц // ЖТФ, 2009, №6, С. 92-97.1311. Благодарности

133. Особая благодарность научному руководителю д.х.н. Серенко O.A. за неоценимую помощь и искреннюю поддержку на протяжении всей научной деятельности.