Cấu Trúc và Tính Chất Cơ Học của Polycarbonate Trong Suốt Được Điền Dạng Phân Tán

Mechanics of Composite Materials - Tập 55 - Trang 53-62 - 2019
M. P. Danilaev1, E. A. Bogoslov1, V. A. Kuklin1,2, M. A. Klabukov1, O. L. Khamidullin1, Yu. E. Pol’sky1, S. A. Mikhailov1
1N. Tupolev Kazan National Research Technical University, KAI, Kazan, Russia
2Kazan Federal University, Kazan, Russia

Tóm tắt

Cấu trúc và tính chất cơ học của một hợp chất dựa trên polycarbonate được điền bởi ba loại hạt phân tán (corundum siêu nhỏ, nitrua bo vi mô và sợi thủy tinh) đã được nghiên cứu. Kết quả cho thấy phương pháp chuẩn bị mẫu được đề xuất đảm bảo sự phân bố đồng đều của các hạt độn trong chúng. Sự thay đổi nhẹ trong cấu trúc siêu phân tử của polycarbonate chỉ được quan sát thấy trong trường hợp cho thêm các hạt corundum siêu nhỏ. Không có sự thay đổi nào như vậy xảy ra trong trường hợp các hạt nitrua bo vi mô hoặc hạt sợi thủy tinh với số lượng đảm bảo độ trong suốt quang học không dưới 70%, điều này có thể được giải thích bởi lực tương tác không đủ giữa các hạt độn và phân tử polycarbonate. Kết quả cho thấy việc điền polycarbonate bằng các chất độn khác nhau cho phép giữ lại độ trong suốt quang học của nó không thể dẫn đến việc tăng cường độ kháng mài mòn và nhiệt độ làm mềm của nó. Tỷ lệ phần trăm khối lượng của chất độn phân tán mà tại đó độ trong suốt không giảm xuống dưới 70% là ~ 0,06, ~ 0,03 và ~ 1,0% cho hạt corundum, nitrua bo và sợi thủy tinh tương ứng.

Từ khóa

#polycarbonate #hạt phân tán #corundum #nitrua bo #sợi thủy tinh #cấu trúc siêu phân tử

Tài liệu tham khảo

M. E. J. Dekkers and D. Heikens, “The tensile behavior of polycarbonate and polycarbonate-glass bead composites,” J. Appl. Polymer Sci., 30, No. 6, 2389-2400 (1985). A. I. Kupchishin, B. G. Taipova, A. A. Kupchishin, and B. A. Kozhamkulov, “Study on the physical and mechanical properties of composites based on polyimide and polycarbonate,” Mech. Compos. Mater., 51, No. 1, 115-118 (2015). I. Yu. Zolkina, S. A. Radzinsky, V. V. Amerik, T. I. Andreeva, I. D. Simonov-Emelyanov, and N. V. Apeksimov, “Investigation of the effect of a filler mixture on the abrasion resistance and optical characteristics of polycarbonate,” Plast. Massy, No. 7, 36-39 (2012). M. G. Hametova, “Thermomechanical investigation of polycarbonates in the solid state,” Plast. Massy, No. 5, 40-41 (2012). N. Kim, “Recent progress of functional coating materials and technologies for polycarbonate,” J. Coatings Technol. Res., 14, No. 1, 21-34 (2017). A. А. Berlin et al., Principles of Creation of Composite Polymer Materials [in Russian], M., Khimia (1990). L. I. Bondaletova and V. G. Bondaletov, Polimer Composite Materials [in Russian], Tomsk, Izd. Tomsk. Politekh. Univ. (2013). Ch. Seubert, K. Nietering, M. Nichols, R. Wykoff, and Sh. Bollin, “An overview of the scratch resistance of automotive coatings: Exterior clearcoats and polycarbonate hardcoats,” Coatings, 2, 221-234 (2012). S. J. Charde, S. S. Sonawane, S. H. Sonawane, and S. Navin, “Influence of functionalized calcium carbonate nanofillers on the properties of melt-extruded polycarbonatecomposites,” Chem. Eng. Communications, 205, Iss. 4, 492-505 (2018). S. Amirchakhmaghi, A. Alavi Nia, G. Azizpour, and H. Bamdadi, “The effect of surface treatment of alumina nanoparticles with a silane coupling agent on the mechanical properties of polymer nanocomposites,” Mech. Compos. Mater., 51, No. 3, 347-358 (2015). G. A. Forental, S. B. Sapozhnikov, and A. A. Dyakonov, “Physicomechanical characteristics of an elastomeric composite containing silicon oxide nanoparticles with account of interface layer,” Mech. Compos. Mater., 51, No. 3, 341-346 (2015). J. A. Lock and P. Laven, “Understanding light scattering by a coated sphere. 1. Theoretical considerations,” J. Opt. Soc. Am. A., 29, No. 8 (2012). К. Boren and D. Khafmen, Absorption and Dispersion of Light by Small Particles [in Russian], M., Mir (1986). K. D. Weaver and J. O. Stoffer, “Preparation and properties of optically transparent, pressure-cured poly (methyl methacrylate) composites,” Polym. Compos. 14, No.6, 515-523 (1993). J. A. Lock and P. Laven, “Understanding light scattering by a coated sphere. 2. Time domain analysis,” J. Opt. Soc. Am. A., 29, No. 8, (2012). M. E. J. Dekkers and D. Heikens, “Shear band formation in polycarbonate-glass bead composites,” J. Mater. Sci., 19, 3271-3275 (1984). O. Y. Bogomolova, I. R. Biktagirova, M. P. Danilaev, M. A. Klabukov, Yu. E. Polsky, A. A. Tsentsevitsky, and S. Pillai, “Effect of adhesion between submicron filler particles and a polymeric matrix on the structure and mechanical properties of epoxy-resin-based compositions,” Mech. Compos. Mater., 53, No. 1, 117-122 (2017). A. Pakdel, Y. Bando, and D. Golberg, “Plasma-assisted interface engineering of boron nitride nanostructure films,” ACS Nano., 8, 10631-10639 (2014). G. N. Petrov, I. V. Starostin, T. V. Rumyantseva, and Yu. A. Sapego, “Efficiency of quality improvement of products from polycarbonate by a heat treatment,” Tr. VIAM, 57, No. 9, 45-55 (2017). V. V. Trineeva, Yu.V. Pershin, S. G. Bystrov, V. I. Kolodov, “Investigation of the influence of supersmall quantities of a metal/carbon nanocomposite on the structure of polycarbonate,” Khim. Fiz. Mezoskopiya, 17, No. 1, 126-131 (2015). R. Avolio, G. Gentile, M. Cocca, M. Avella, and M. E. Errico, “Role of silica nanoparticles on network formation and properties in thermoset polycarbonate based nanocomposites,” Polymer Testing, 60, 388-395 (2017). Th. Hanemann and D. V. Szabó, “Polymer-nanoparticle composites: from synthesis to modern applications,” Materials, No. 3, 3468-3517 (2010). G. M. Odegard, T. C. Clancy, and T. S. Gates, “Modeling of the mechanical properties of nanoparticle/polymer composites,” Polymer, 46, No. 2, 553-562 (2005). F. Jahantigh and M. Nazirzadeh, “Synthesis and characterization of TiO2 nanoparticles with polycarbonate and investigation of its mechanical properties,” Int. J. Nanoscience, 16, Iss. 5-6 (2017). I. Taraghi, A. Fereidoon, S. Paszkiewicz, A. Szymczyk, R. Chylinska, A. Kochmanska, and Z. Roslaniec, “Microstructure, thermal stability, and mechanical properties of modified polycarbonate with polyolefin and silica nanoparticles,” Polym. Advanced Technol., 28, Iss. 12, 1794-1803 (2017). R. V. Christensen, Mechanics of Composite Materials, John Wiley & Sons, New York–Chichester–Brisbane–Toronto (1979). S. V. Astafurov, E. V. Shilko, V. E. Ovcharenko, and S. G. Psahye, “Research into the influence of interface properties on the mechanical characteristics of ceramic-metal composites,” Fiz. Mezomekhanika, 17, No. 3, 53-63 (2014).