Formation of the properties of the structure of disperse-filled polymer composites
https://doi.org/10.35164/0554-2901-2019-9-10-23-26
Abstract
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.
About the Authors
I. A. Gabibov
Azerbaijan State Oil and Industry University
Azerbaijan
Azerbaijan
O. A. Dyshin
Azerbaijan State Oil and Industry University
Azerbaijan
Azerbaijan
K. B. Rustamova
Azerbaijan State Oil and Industry University
Azerbaijan
Azerbaijan
References
1. Петров В.А., Башкарев А.Я., Веттегрень В.И., Физические свойства прогнозирования долговечности конструкционных материалов. СПб: Политехника, 1993, с. 475.
2. Гуткин М.Ю., Овидко И.А. Физическая механика деформируемых наноструктур, т. 1. Нанокристаллические материалы: СПб: Янус, 2003, т. 2 Нанослойные структуры и покрытия.
3. 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).
4. Гомогайло А.Д., Розенберг А.С., Уфлянд И.Е. Наночастицы металлов в полимерах - М.: Химия, 2000, с. 671.
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.
6. Flory P. Principles of Polymer Chemistry, Cornel University, Press, Ithaca, N. Y., 1971, Chaps III, IV.
7. Зуев Л.Б., Данилов В.И. Физические основы прочности материалов. Учебное пособие Долгопрудный: Изд.дом "Интеллект" 2012 - с. 376.
8. 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.
9. Козлов Г.В., Яновский Ю.Г., Карнет Ю.Н. Структура и свойства дисперсно-наполненных композитов: фрактальный анализ. М.: Альянстрансатом, 2008, 363 с.
10. Баланкин А. С., Синергетика деформируемого тела. М. : Изд-во МШ СССР, 1991, 404 с.
11. Микитаев А.К., Козлов Г.В., Заиков Г.Е. Полимерные нанокомпозиты: многообразие структурных форм и приложений - М.: Наука, 2009, 208 с.
12. Бобрышев А.Н., Козомазов В.Н., Бабин Л.О., Соломатов В.И. Синергетика композитных материалов. - Липецк: НПО ОРИУС, 1994 - 154 с.
13. 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.
14. Meakin P. // Phys. Rev. A. 1983, vol. 27 (3), pp 1495-1507.
15. Brady R.M. and Ball R. C. Fractal growth of copper electrodeposits/ Nature vol 309, 17, May, 1984 pp. 225–229.
16. 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.
17. Honeycombe R.W. The Plastic deformation of metals (London: Eward Arnold, 1986): Хоникомб Р. Пластическая деформация металлов. М.: Мир, 1972.
18. Козлов Г.В., Заиков Г.Е. Структура и свойства дисперсно-наполненных полимерных нанокомпозитов. - Lambat Academic Publising, 2012, 112 с.
19. 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.
20. 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.
21. 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.
22. 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.
23. 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.
24. 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.
Review
For citations:
Gabibov I.A., Dyshin O.A., Rustamova K.B. Formation of the properties of the structure of disperse-filled polymer composites. Plasticheskie massy. 2019;(9-10):23-26. (In Russ.) https://doi.org/10.35164/0554-2901-2019-9-10-23-26
Views:
760
Email this article 
