🗊Презентация Полимерные нанокомпозиты

ПОЛИМЕРНЫЕ НАНОКОМПОЗИТЫ В настоящее время одним из перспективных направлений в нанотехнологии является получение и изучение физико-химических свойств полимерных нанокомпозитов.

ПОЛИМЕРНЫЕ НАНОКОМПОЗИТЫ

ПОЛИМЕРНЫЕ НАНОКОМПОЗИТЫ ПНК предназначены также: для улучшения характеристик полимерных композитов; для достижения новых свойств материала на основе полимера. Так, переход к нанодисперсному наполнителю существенно улучшает физико-механические, термические, электрические и оптические свойства полимерных композитов , а также в ряде случаев обеспечивает новые полезные свойства, такие как: повышение химической стойкости; повышение огнестойкости; повышение адгезии пленочных материалов. Поэтому, компактные и пленочные ПНК на основе различных полимерных матриц широко используют в различных отраслях промышленности (автомобильной, станкостроительной, электротехнической, авиационной, радиотехнической, космической технике, химическом машиностроении и др.). Свойства ПНК (а значит и виды ПНК) существенно определяются как природой полимерной матрицы, так и природой нанонаполнителя.

Классификация полимерных нанокомпозитов

Виды полимерных матриц в составе ПНК

Виды нанонаполнителей в составе ПНК

Виды структур ПНК

Требования к нанонаполнителям в составе ПНК Общие требования: — техническая возможность совмещения с полимером; — хорошая смачиваемость расплавом или раствором полимера; — стабильность свойств при хранении, переработке и эксплуатации. Специальные требования (по типу связующего полимера): нанонаполнители для ПНК на основе термопластов: должны обладать наибольшей дисперсностью и быть более однородными по размеру частиц (по сравнению с ПНК на основе реактопластов) для обеспечения прочного сцепления с полимерным связующим; нанонаполнители для ПНК на основе реактопластов: могут быть полидисперсными (реактопласты перерабатываются обычно в виде расплавов или растворов с невысокой вязкостью), не должны оказывать каталитического действия на процесс отверждения ПНК, желательно, чтобы они содержали функциональные группы, способные участвовать в химической связи полимер-нанонаполнитель.

Технологическая подготовка нанонаполнителей для ПНК Поверхность нанонаполнителей часто обрабатывают раствором или эмульсией ПАВ (иногда ПАВ вводят в связующую матрицу). Такая обработка улучшает смачиваемость нанонаполнителя полимером, улучшает адгезию, снижает склонность к агломерации (в случае порошкообразного нанонаполнителя). Например, одной из причин недостаточной водостойкости ПНК на основе фенол-формальдегидной смолы (ФФ) и УНВ является плохое смачивание смолой поверхности УНВ (поскольку УНВ, в отличие от волокон органического происхождения, не имеет микропор). Это приводит к образованию на поверхности раздела ФФ–УНВ воздушных полостей, заполняемых влагой и снижающих диэлектрические характеристики материала при увлажнении. Модификация фенол-формальдегидной смолы даже весьма небольшим количеством полиалюмофенилосилоксана (в качестве ПАВ, повышающего смачиваемость волокон) заметно снижает влагопоглощение ПНК.

Примеры свойств и применений ПНК 1). ПНК на основе различных полимерных матриц и различных нанонаполнителей используют в качестве материалов с повышеннной устойчивостью к ударам. Они имеют существенно большую трещиностойкость (ударную вязкость), нежели традиционные полимерные материалы в отвержденном состоянии ( см. табл. 1). Таблица 1 Влияние нанонаполнителей в составе ПНК на трещиностойкость полимерных материалов

Примеры свойств и применений ПНК

Примеры свойств и применений ПНК

Примеры свойств и применений ПНК 4). ПНК на основе термопластичных полимерных матриц (ПЭ) и наполнителя из наночастиц электропроводных веществ (УНТ, УНВ) используют для повышения электропроводности полимеров (на несколько порядков). Так, увеличивая содержание УНТ или УНВ в полиэтилене (ПЭ), можно регулировать (уменьшать) величину удельного объемного сопротивления (ρ) композиции в пределах 15 десятичных порядков. Порог перколяции (концентрация нанонаполнителя, при которой образуется сетка из электропроводных частиц наполнителя и начинает резко расти электропроводность композита) достигается при очень малой объемной доле нанонаполнителя. Композиции ПЭ–УНТ (имеющие пониженные значения ρ) применяют для изготовления полупроводящих экранов в кабелях высокого напряжения.

Примеры свойств и применений ПНК

Примеры свойств и применений ПНК

Примеры свойств и применений ПНК

Примеры свойств и применений ПНК