Высокотехнологичные легкие литьевые полимерные композиционные материалы с полыми стеклянными микросферами на основе термопластов

Рассмотрен алгоритм проектирования литьевых высокотехнологичных составов дисперсно-наполненных полимерных композиционных материалов (ДНПКМ) с пониженной плотностью и массой изделий при введении полых стеклянных микросфер (ПСМС). Впервые приведены зависимости реологических характеристик для высокотехнологичных ДНПКМ на основе термопластов в координатах параметров решеток (координационное число Z_i) и дисперсной структуры (обобщенный параметр Θ). Показаны возможности регулирования снижения плотности ДНПКМ с ПСМС и установлены рациональные типы, параметры решеток и дисперсной структуры для получения легких высокотехнологичных полимерных композиционных материалов на основе термопластичных матриц.

1. Trofimov A.N., Pleshkov L.V., Haslen Back. Hollow glass micro spheres for high strength composite cores. // Reinforced Plastics. Vol. 50, Issue 7. 2006. P. 44–50. DOI:10.1016/S0034-3617(06)71074-8.

2. Трофимов А.Н., Плешков Л.В., Байков А.В., Стогова И.В. Морфология и свойства полых стеклянных микросфер. Часть 1. О размерах промышленных полых стеклянных микросфер // Пластические массы. 2020. №11–12. С. 15–19. DOI: 10.35164/0554-2901-2020-11-12-15-19.

3. Плешков Л.В., Трофимов А.Н., Байков А.В., Смирнов А.А. Морфология и свойства полых стеклянных микросфер. Часть 2. О взаимосвязи геометрии полых стеклянных микросфер и их потребительских свойств // Пластические массы. 2021. №1–2. С. 33–37. DOI: 10.35164/0554-2901-2021-1-2-33-37.

4. Горенберг А.Я., Трофимов А.Н., Иванова-Мумжиева В.Г., Плешков Л.В., Байков А.В. Морфология и свойства полых стеклянных микросфер. Часть 3. О толщине стенок промышленных полых стеклянных микросфер // Пластические массы. 2021. №3–4. С. 32–36. DOI: 10.35164/0554-2901-2021-3-4-32-36.

5. Трофимов А.Н., Плешков Л.В., Байков А.В. Морфология и свойства полых стеклянных микросфер. Часть 4. О кинетике разрушения полых стеклянных микросфер под действием гидростатического давления и методах повышения их прочности // Пластические массы. 2021. №5–6. С. 44–46. DOI: 10.35164/0554-2901-2021-5-6-44-46.

6. Байков А.В., Турусов Р.А., Трофимов А.Н., Плешков Л.В. Численное моделирование упругого поведения синтактовых композитов на основе полых стеклянных микросфер при растяжении // Проблемы прочности и пластичности. 2021. №1. С. 22–34. DOI: 10.32326/1814-9146-2021-83-1-22-34.

7. Симонов-Емельянов И.Д. Параметры решетки и структуры дисперсно-наполненных полимерных композиционных материалов с регулируемым комплексом свойств. // Конструкции из композиционных материалов» 2019. №3. С. 37–46. EDN PEGJTQ.

8. Резниченко Д.С., Симонов-Емельянов И.Д. Построение гетерогенной структуры из дисперсных частиц наполнителя в виде решеток для создания наполненных полимерных мате риалов // Пластические массы. 2025. № 2. С. 10–15. DOI: 10.35164/0554-2901-2025-02-10-15.

9. Симонов-Емельянов И.Д., Резниченко Д.С. Структура поли мерной матрицы в дисперсных системах и обобщенная классификация полимерных композиционных материалов по типам структур // Пластические массы. 2025. №4. С. 26–31. DOI: 10.35164/0554-2901-2025-04-26-31.

10. Симонов-Емельянов И.Д. Структура и свойства дисперсно-наполненных полимерных композиционных материалов // СПб: Профессия. 2024. 280 с. ISBN 978-5-91884-134-1.

11. Харламова К.И., Симонов-Емельянов И.Д. / Максимальная плотность упаковки дисперсных частиц – основа для моделирования структуры полимерных композиционных мате риалов с заданной структурой и свойствами // Пластические массы. 2025. №4. С. 61–66. DOI: 10.35164/0554-2901-2025-04-61-66.

12. Шкловский Б.И., Эфрос А.Л. Теория протекания и проводимость сильно неоднородных сред // Успехи физических наук. 1975. Т. 117, вып. 3. С. 401–435. DOI: 10.3367/UFNr.0117.197511a.0401.

13. Де Жен П.Ж. Идеи скейлинга в физике полимеров / пер. с англ. под ред. И.М. Лифшица. М.: Мир. 1982. 368 с.

14. Симонов-Емельянов И.Д., Пыхтин А.А. Кривая уплотнения порошкообразных наполнителей и расчет составов дисперсно-наполненных полимерных композитов с разной структурой и свойствами // Материаловедение. 2020. №6. С. 37–44. DOI: 10.31044/1684-579X-2020-0-6-37-44.

15. Симонов-Емельянов И.Д., Суриков П.В. Обобщенная зависимость вязкости дисперсно-наполненных полимерных композиционных материалов с разными типами структур // Теоретические основы химической технологии. 2023. Т. 57. №4. С. 445–453. DOI: 10.31857/S0040357123040115

16. Фам К.З., Суриков П.В Реологические свойства расплавов дисперсно-наполненных композиционных материалов на основе полиэтилена, содержащего стеклянные микрошарики // Материалы конференции «Полимеры в стратегии научно-технического развития РФ. «ПОЛИМЕРЫ–2020»» Москва. 9–13 ноября 2020. С. 136. EDN: SLHGPK.

17. Симонов-Емельянов И.Д., Кречетов Д.Д., Харламова К.И. / Проектирование составов и типов структур литьевых дисперсно-наполненных термопластов с хорошей перерабатываемостью и высокой прочностью // Пластические массы. 2021. №5–6. С. 10–12. DOI: 10.35164/0554-2901-2021-5-6-10-12.

18. Кречетов Д.Д., Симонов-Емельянов И.Д. Структура, обобщенные параметры и реологические свойства дисперсно-наполненных термопластов // Материаловедение. 2020. №9. С. 38–44. DOI: 10.31044/1684-579X-2020-0-9-38-44.

19. Кречетов Д.Д., Ковалева А.Н., Симонов-Емельянов И.Д. Реологические свойства дисперсно-наполненных термопластов с разным типом структур при различных температурах переработки // Пластические массы. 2020. №9–10. С. 19–22. DOI: 10.35164/0554-2901-2020-9-10-19-22.

20. Цвайфель Х., Маер Р.Д., Шиллер М. Добавки к полимерам. Справочник / перевод с англ. 6-го изд. (Plastic Additives Handbook), под. ред. В. Б. Узденского, А. О. Григорова. / СПб.: Профессия. 2016. 1088 с. ISBN: 978-5-91884-008-5.