plasticnewsПластические массыPlasticheskie massy0554-2901PLASTMASSY Publishing House (Moscow)10.35164/0554-2901-2019-9-10-23-26plasticnews-417Research ArticleСТРУКТУРА И СВОЙСТВАSTRUCTURE AND PROPERTIESФормирование свойств структуры дисперсно-наполненных полимерных композитовFormation of the properties of the structure of disperse-filled polymer compositesГабибовИ. А.GabibovI. A.h.ibo@mail.ruДышинО. А.DyshinO. A.РустамоваК. Б.RustamovaK. B.Азербайджанский государственный университет нефти и промышленностиАзербайджанAzerbaijan State Oil and Industry UniversityAzerbaijan20190211201909-102326Copyright © Габибов И.А., Дышин О.А., Рустамова К.Б., 20192019Габибов И.А., Дышин О.А., Рустамова К.Б.Gabibov I.A., Dyshin O.A., Rustamova K.B.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.plastics-news.ru/jour/article/view/417

В работе исследовано влияние структуры на свойства металло-полимерного композита, состоящего из полимерной матрицы в виде эпоксидной смолы (ЭД-20) с бутадиен-стирольным каучуком (БСК), дисперсно-наполненной частицами наномеди. В рамках фрактального анализа рассчитан реальный диаметр агрегатов исходных частиц наполнителя при различных степенях концентрации и размерах частиц наполнения и для разных составов полимерной матрицы. При этом существенно использована концепция структуры полимерного композита как совокупности двух фракталов (мультифракталов), позволяющая определить характер изменения пластичности полимерной матрицы и одновременно выявить основные факторы, влияющие на степень возмущения её структуры. С использованием методов фрактального анализа исследовано влияние факторов на величину фрактальной размерности поверхности агрегатов исходных частиц наполнителя и на характер ее зависимости как от степени агрегации, так и от фрактальной размерности каркаса агрегата частиц. Предложенный подход позволяет предсказать конечные параметры агрегатов наночастиц как функцию размера исходных частиц, их концентрации и химических свойств поверхности полимерной матрицы.

The influence of the structure on the properties of the metal-polymer composite consisting of a polymer matrix in the form of epoxy resin (ED-20) with butadiene-styrene rubber (BSK), dispersedly filled with copper nanoparticles, is investigated. In the framework of fractal analysis, the real diameter of the aggregates of the initial filler particles was calculated for various concentrations and size of the filling particles and for different compositions of the polymer matrix. The concept of the structure of a polymer composite as a combination of two fractals (multifractals) was substantially used, which allows to determine the principles of the polymer matrix plasticity changes and to reveal the main factors affecting the degree of perturbation of its structure. Using fractal analysis methods, the influence of factors on the fractal dimension of the surface of initial filler particles aggregates and on the pattern of its dependence both on the degree of aggregation and on the fractal dimension of the frame of the particle aggregate is investigated The proposed approach enables prediction the fi nal parameters of aggregates of nanoparticles as a function of the size of the initial particles, their concentration and chemical properties of the surface of the polymer matrix.

мультифракталыфрактальный анализнаполненный полимерагрегация частицнанонаполнительmultifractalsfractal analysisfilled polymeraggregation of particlesnanofillerReferencesПетров В.А., Башкарев А.Я., Веттегрень В.И., Физические свойства прогнозирования долговечности конструкционных материалов. СПб: Политехника, 1993, с. 475.Петров В.А., Башкарев А.Я., Веттегрень В.И., Физические свойства прогнозирования долговечности конструкционных материалов. СПб: Политехника, 1993, с. 475.Гуткин М.Ю., Овидко И.А. Физическая механика деформируемых наноструктур, т. 1. Нанокристаллические материалы: СПб: Янус, 2003, т. 2 Нанослойные структуры и покрытия.Гуткин М.Ю., Овидко И.А. Физическая механика деформируемых наноструктур, т. 1. Нанокристаллические материалы: СПб: Янус, 2003, т. 2 Нанослойные структуры и покрытия.Kozlov G.V., Yanovskii Yu.G., Zaikov G.E. Polymers, Composites and Nanocomposites - in Polymer Yearbook - 2011, (Ed G. Zaikov, C. Sirghei, R. Kozlowski (New-York: Nova - Science Publ. 2011, p 218).Kozlov G.V., Yanovskii Yu.G., Zaikov G.E. Polymers, Composites and Nanocomposites - in Polymer Yearbook - 2011, (Ed G. Zaikov, C. Sirghei, R. Kozlowski (New-York: Nova - Science Publ. 2011, p 218).Гомогайло А.Д., Розенберг А.С., Уфлянд И.Е. Наночастицы металлов в полимерах - М.: Химия, 2000, с. 671.Гомогайло А.Д., Розенберг А.С., Уфлянд И.Е. Наночастицы металлов в полимерах - М.: Химия, 2000, с. 671.Магеррамов А.М., Рамазанов М.А., Гаджиева Ф.В. Исследование структуры и диэлектрических свойств нанокомпозитов на основе полипропилена и наночастиц диоксида // Электронная обработка материалов, 2013, 49 (5), с. 1-5.Магеррамов А.М., Рамазанов М.А., Гаджиева Ф.В. Исследование структуры и диэлектрических свойств нанокомпозитов на основе полипропилена и наночастиц диоксида // Электронная обработка материалов, 2013, 49 (5), с. 1-5.Flory P. Principles of Polymer Chemistry, Cornel University, Press, Ithaca, N. Y., 1971, Chaps III, IV.Flory P. Principles of Polymer Chemistry, Cornel University, Press, Ithaca, N. Y., 1971, Chaps III, IV.Зуев Л.Б., Данилов В.И. Физические основы прочности материалов. Учебное пособие Долгопрудный: Изд.дом "Интеллект" 2012 - с. 376.Зуев Л.Б., Данилов В.И. Физические основы прочности материалов. Учебное пособие Долгопрудный: Изд.дом "Интеллект" 2012 - с. 376.Астахов М.В., Сорокина И.И. Исследование влияния наночастиц оксидов алюминия на механические свойства полимерных композитных материалов // Изв. вузов. Машиностроение, 2011, №11, с 56-60.Астахов М.В., Сорокина И.И. Исследование влияния наночастиц оксидов алюминия на механические свойства полимерных композитных материалов // Изв. вузов. Машиностроение, 2011, №11, с 56-60.Козлов Г.В., Яновский Ю.Г., Карнет Ю.Н. Структура и свойства дисперсно-наполненных композитов: фрактальный анализ. М.: Альянстрансатом, 2008, 363 с.Козлов Г.В., Яновский Ю.Г., Карнет Ю.Н. Структура и свойства дисперсно-наполненных композитов: фрактальный анализ. М.: Альянстрансатом, 2008, 363 с.Баланкин А. С., Синергетика деформируемого тела. М. : Изд-во МШ СССР, 1991, 404 с.Баланкин А. С., Синергетика деформируемого тела. М. : Изд-во МШ СССР, 1991, 404 с.Микитаев А.К., Козлов Г.В., Заиков Г.Е. Полимерные нанокомпозиты: многообразие структурных форм и приложений - М.: Наука, 2009, 208 с.Микитаев А.К., Козлов Г.В., Заиков Г.Е. Полимерные нанокомпозиты: многообразие структурных форм и приложений - М.: Наука, 2009, 208 с.Бобрышев А.Н., Козомазов В.Н., Бабин Л.О., Соломатов В.И. Синергетика композитных материалов. - Липецк: НПО ОРИУС, 1994 - 154 с.Бобрышев А.Н., Козомазов В.Н., Бабин Л.О., Соломатов В.И. Синергетика композитных материалов. - Липецк: НПО ОРИУС, 1994 - 154 с.Козлов Г.В., Яновский Ю.Г., Карнет Ю.Н. Физико-механические свойства наноструктурованных полимерных композитов в рамках фрактального и мультифрактального описаний. - М.: One Book, 2013.Козлов Г.В., Яновский Ю.Г., Карнет Ю.Н. Физико-механические свойства наноструктурованных полимерных композитов в рамках фрактального и мультифрактального описаний. - М.: One Book, 2013.Meakin P. // Phys. Rev. A. 1983, vol. 27 (3), pp 1495-1507.Meakin P. // Phys. Rev. A. 1983, vol. 27 (3), pp 1495-1507.Brady R.M. and Ball R. C. Fractal growth of copper electrodeposits/ Nature vol 309, 17, May, 1984 pp. 225–229.Brady R.M. and Ball R. C. Fractal growth of copper electrodeposits/ Nature vol 309, 17, May, 1984 pp. 225–229.Козлов Г.В., Микитаев А.К. Новый подход к фрактальным размерностям структуры полимерных дисперсно-наполненных композитов. //Механика композиционных материалoв и конструкции. 1996, Т.2, №3-4, С.144-157.Козлов Г.В., Микитаев А.К. Новый подход к фрактальным размерностям структуры полимерных дисперсно-наполненных композитов. //Механика композиционных материалoв и конструкции. 1996, Т.2, №3-4, С.144-157.Honeycombe R.W. The Plastic deformation of metals (London: Eward Arnold, 1986): Хоникомб Р. Пластическая деформация металлов. М.: Мир, 1972.Honeycombe R.W. The Plastic deformation of metals (London: Eward Arnold, 1986): Хоникомб Р. Пластическая деформация металлов. М.: Мир, 1972.Козлов Г.В., Заиков Г.Е. Структура и свойства дисперсно-наполненных полимерных нанокомпозитов. - Lambat Academic Publising, 2012, 112 с.Козлов Г.В., Заиков Г.Е. Структура и свойства дисперсно-наполненных полимерных нанокомпозитов. - Lambat Academic Publising, 2012, 112 с.Козлов Г.В., Довбня Л.А., Долбин И.В., Лижтов Ю.С. Взаимодействие основных компонент в дисперсно-наполненных композитах /cybernetica.ru/article/vzaimodeystviye-osnovnyh-component-v-dispersno-napolnenyh-kompozitah, P. 140-144.Козлов Г.В., Довбня Л.А., Долбин И.В., Лижтов Ю.С. Взаимодействие основных компонент в дисперсно-наполненных композитах /cybernetica.ru/article/vzaimodeystviye-osnovnyh-component-v-dispersno-napolnenyh-kompozitah, P. 140-144.Sanditov.D.S., Kozlov G.V., Belousov V.N., Lipatov Yu S. The model of fluctuation free volume and cluster model of amorphous polymer || Ukrain. Polymer J. 1992. v. 1 №3-4. P. 241-258.Sanditov.D.S., Kozlov G.V., Belousov V.N., Lipatov Yu S. The model of fluctuation free volume and cluster model of amorphous polymer || Ukrain. Polymer J. 1992. v. 1 №3-4. P. 241-258.Mecekin P. Stress distribution for a rigid fractal embedded in a two-dimensional elastic medium//Phys. Rev. A. 1987. v. 3 6 №1. P. 325-331.Mecekin P. Stress distribution for a rigid fractal embedded in a two-dimensional elastic medium//Phys. Rev. A. 1987. v. 3 6 №1. P. 325-331.Halsey T.C., Jensen M.N., Kadanoff L., Protaccia 1 Shraiman B.I. Fractals measures and their singularities the characterization of strange sets //Phy. Rev. A. 1986. v. 33 №2. p. 1141-1151.Halsey T.C., Jensen M.N., Kadanoff L., Protaccia 1 Shraiman B.I. Fractals measures and their singularities the characterization of strange sets //Phy. Rev. A. 1986. v. 33 №2. p. 1141-1151.Avnir D., Farin D., Pfufer P. Chemistry in noninteger dimensions between two and three. // Fractal surface of adsorbents // J. Chem. Phys. 1983. V. 79 № 7. p. 3566-3571.Avnir D., Farin D., Pfufer P. Chemistry in noninteger dimensions between two and three. // Fractal surface of adsorbents // J. Chem. Phys. 1983. V. 79 № 7. p. 3566-3571.Козлов Г.В. Овчаренко Е.Н., Липатов Ю.С. Моделирование процессов агрегации частиц наполнителя в полимерных композициях в рамках моделей необратимой агрегации // НАН Украины. 1999. №11. С. 128-132.Козлов Г.В. Овчаренко Е.Н., Липатов Ю.С. Моделирование процессов агрегации частиц наполнителя в полимерных композициях в рамках моделей необратимой агрегации // НАН Украины. 1999. №11. С. 128-132.

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