Ինչպե՞ս է լցանյութը ազդում պոլիմերի բյուրեղացման վարքագծի վրա։

1980-ականներին նեյլոն 6/կավի կոմպոզիտների գերազանց հատկությունների հայտնաբերումը հանգեցրեց լցված պոլիմերային կոմպոզիտների վերաբերյալ բազմաթիվ հետազոտությունների և պոլիմերներում լցանյութերի դերի նորացված ըմբռնման: Ահա լցանյութերի ազդեցությունը պոլիմերների բյուրեղացման վարքագծի վրա:

Լցանյութերի ազդեցությունը պոլիմերների բյուրեղային ձևաբանության վրա

Լցոնիչների ավելացումը ազդում է պոլիմերի բյուրեղային ձևաբանության վրա.

Բյուրեղային պոլիմերները տարբեր բյուրեղացման պայմաններում առաջացնում են տարբեր բյուրեղային ձևեր, և գնդաձև բյուրեղները պոլիմերային բյուրեղացման ամենատարածված բնութագրական ձևերից մեկն են: Նորմալ ձուլման և մշակման պայմաններում բյուրեղային պոլիմերները սովորաբար առաջացնում են գնդաձև բյուրեղային ձևեր:

Լցանյութերի ավելացումը դեր է խաղում հատիկների տարասեռ միջուկագոյացման և մաքրման մեջ.

Մեծ և նոսր գնդաձև բյուրեղները դառնում են փոքր և կոմպակտ, և գնդաձև բյուրեղների կատարելագործումը և նյութի ամրության բարելավումը օգտակար են և կարող են լինել պոլիմերների ամրացման արդյունավետ մեթոդ։

Լցանյութի և խեժային մատրիցի համատեղելիությունը նույնպես ազդում է բյուրեղային ձևաբանության վրա.

Օրինակ՝ Ցյաո Ֆանը և այլք պարզել են, որ օրգանականացված մոնտմորիլոնիտը քայքայում է նեյլոն 6-ի գնդաձև բյուրեղային կառուցվածքը, հիմնականում այն ​​պատճառով, որ նեյլոն 6 մոլեկուլները ուժեղ կապակցման ազդեցություն ունեն օրգանականացված մոնտմորիլոնիտի մասնիկների հետ, այնպես որ նեյլոն 6 մոլեկուլային շղթայի հատվածների շարժը խոչընդոտվում է բյուրեղացման գործընթացում, և դժվար է աճեցնել այն սիմետրիկ և կանոնավոր դասավորությամբ ճառագայթային ուղղությամբ, այնպես որ բյուրեղացման աճի գործընթացը խոչընդոտվում է, այդպիսով առաջացնելով անավարտ բյուրեղներ։

Մանրաթելային լցված պոլիմերային կոմպոզիտների ձուլման գործընթացում մանրաթելերը կարող են միջուկագոյացման դեր խաղալ, և գնդաձև բյուրեղները այլևս չունեն եռաչափ աճի պայմաններ աճի գործընթացի ընթացքում, որն այնուհետև ստանում է սյունաձև աճի տեսք, այսինքն՝ կողմնորոշված ​​միաչափ աճ, որը առաջացնում է լայնակի բյուրեղներ։

Օրինակներ՝

Միջուկագոյացնող նյութերը նյութերի դաս են, որոնք կարող են փոխել խեժերի բյուրեղացման վարքագիծը և փոփոխել պոլիմերների մանրադիտակային ձևաբանությունը՝ դրանց տալով նոր հատկություններ և գործառույթներ, և ներկայիս հետազոտությունների թեժ թեմա են ինչպես հայրենիքում, այնպես էլ արտերկրում։

Գործողության մեխանիզմը. Հալված վիճակում, քանի որ միջուկագոյացնող նյութը ապահովում է անհրաժեշտ միջուկները, պոլիմերը միատարր միջուկագոյացումից անցնում է տարասեռ միջուկագոյացման, ինչը արագացնում է բյուրեղացման արագությունը և կատարելագործում հատիկների կառուցվածքը, ինչպես նաև բարելավում է արտադրանքի կարծրությունը։

Միջուկաստեղծ նյութերը կարելի է հիմնականում բաժանել անօրգանական միջուկաստեղծ նյութերի, օրգանական միջուկաստեղծ նյութերի և պոլիմերային միջուկաստեղծ նյութերի: Նանոմասնիկային միջուկաստեղծ նյութերը դարձել են միջուկաստեղծ նյութերի հետազոտության թեժ կետ՝ մակերեսին գտնվող իրենց բազմաթիվ ակտիվ կենտրոնների շնորհիվ, որոնք կարող են սերտորեն կապված լինել հիմքի հետ և ունեն ավելի լավ համատեղելիություն, և մասնիկները հեշտությամբ չեն անջատվում արտաքին ուժերի ազդեցության տակ:

Լցանյութերի ազդեցությունը պոլիմերային բյուրեղացման կինետիկայի վրա

Պոլիմերային բյուրեղացման գործընթացը բաղկացած է երկու փուլից՝ միջուկագոյացում և աճ: Ավրամիի հավասարումը սովորաբար օգտագործվում է պոլիմերների իզոթերմ բյուրեղացման գործընթացը նկարագրելու համար, և գտնելով Ավրամիի ինդեքսը n և բյուրեղացման արագության հաստատուն K-ն, կարելի է ստանալ բյուրեղների աճի մեխանիզմը և աճի արագությունը:

Մուչա Մ.-ն և այլք, ածխածնային սևով լցված PP-ի բյուրեղացման կինետիկայի իրենց ուսումնասիրության մեջ պարզել են, որ գոյություն ունի երկփուլ բյուրեղացման երևույթ. PP-ի տարասեռ միջուկագոյացման հետ կապված բյուրեղացման վաղ փուլում, ածխածնային սև մասնիկների մակերեսին միջուկագոյացման դեպքում, միջուկների բախում տեղի չի ունեցել, և աճը սահմանափակված չի եղել, որին հաջորդել է դանդաղ բյուրեղացման փուլը, որտեղ աճի տեմպը դանդաղել է բյուրեղների միջև փոխադարձ բախման պատճառով: Բյուրեղացման վաղ փուլում n-ը կազմել է մոտ 2.0, մինչդեռ բյուրեղացման ուշ փուլում n-ը կազմել է մոտ 3.0: Պարզվել է նաև, որ ածխածնային սևի տարբեր քանակությունների ավելացումը տարբեր ազդեցություն է ունեցել K-ի և n-ի արժեքների վրա: Նույն բյուրեղացման ջերմաստիճանում K-ի արժեքը մեծացել է ածխածնային սևի ավելացման ավելացման հետ մեկտեղ:

Ավրամիի հավասարման համաձայն, n արժեքը պետք է լինի դրական ամբողջ թիվ, որը փոքր կամ հավասար է 4-ի: Գործնականում, պոլիմերների բյուրեղացման գործընթացի n արժեքը սովորաբար տասնորդական թիվ է և թվում է հավասար 5-ի, ինչը ցույց է տալիս, որ իրական բյուրեղացման գործընթացը շեղվում է Ավրամիի հավասարումից և տեղի է ունենում երկրորդային բյուրեղացման կամ գնդաձև բյուրեղների բախման երևույթը:

Լցված պոլիմերների բյուրեղային կառուցվածքի մոդել

Վերջին տասնամյակների ընթացքում տեսությունն ու փորձերը լիովին ցույց են տվել, որ բյուրեղային նյութի բյուրեղային և ամորֆ շրջանների միջև իսկապես կա անցումային գոտի։ պոլիմերներ, այսինքն՝ միջանկյալ շերտ, որը կոչվում է բյուրեղային-ամորֆ միջանկյալ փուլ։

Ցածր խտության պոլիէթիլենի (LDPE) բյուրեղային շրջանի, ամորֆ շրջանի և միջանկյալ փուլի կառուցվածքի վրա տալկի ազդեցությունը վերլուծվել է դինամիկ երկչափ ինֆրակարմիր սպեկտրոսկոպիայի միջոցով: Արդյունքները ցույց են տալիս, որ տալկի ավելացումը որոշակի փոփոխություններ է մտցնում LDPE-ի բյուրեղային կառուցվածքի մոդելում, և եզրակացվում է, որ տալկը սերտորեն կապված է բյուրեղային շրջանի հետ, բայց ոչ ամորֆ փուլի հետ, ինչը հանգեցնում է ենթադրվող կառուցվածքային սխեմատիկ պատկերի:

Պոլիմերների բյուրեղացման վարքագծի վրա լցանյութերի ազդեցության ուսումնասիրությունը կարող է հանգեցնել բյուրեղային պոլիմերների բյուրեղացման մեխանիզմի և բյուրեղացման մոդելի ավելի լավ ըմբռնմանը: Ավելին, լցոնված պոլիմերների բյուրեղացման վարքագիծը կարող է անմիջականորեն ազդել կոմպոզիտների հատկությունների վրա, ուստի դրան պետք է ուշադրություն դարձնել:

Չնայած պոլիմերների բյուրեղային հատկությունների վրա լցանյութերի ազդեցության ուսումնասիրության մեջ որոշակի առաջընթաց է գրանցվել, դեռևս համեմատաբար քիչ են ավելի խորը, համակարգված և մանրամասն ուսումնասիրությունները, և եթե այս ասպեկտը կարելի է համակարգել, դա պետք է հանգեցնի նյութերի պատրաստման և հատկությունների ոլորտում հետազոտությունների ավելի բարձր մակարդակի։