|
DOI: 10.14489/hb.2020.12.pp.003-006
Магомедов Гасан М., Магомедов Гусейн М., Долбин И. В.
ПРОЧНОСТЬ НАНОКОМПОЗИТОВ ПОЛИМЕР / 2D-НАНОНАПОЛНИТЕЛЬ С УЛЬТРАМАЛЫМ СОДЕРЖАНИЕМ НАНОНАПОЛНИТЕЛЯ
(c. 3-6)
Аннотация. Исследована зависимость прочности нанокомпозитов полимер/2D-нанонаполнитель от содержания нанонаполнителя в рамках фрактального анализа. Выявлен ряд параметров, влияющих на этот параметр – напряжение разрушения матричного полимера, геометрия 2D-нанонаполнителя и межфазная прочность на сдвиг. Последняя величина достаточно высока для рассматриваемых нанокомпозитов. Агрегация нанонаполнителя приводит к снижению прочности нанокомпозитов.
Ключевые слова: нанокомпозит; нитрид бора; структура; фрактальный анализ; агрегация; межфазная прочность; разрушение.
Magomedov Gasan M., Magomedov Guseyn M., Dolbin I. V.
THE STRENGTH OF NANOCOMPOSITES POLYMER / 2D-NANOFILLER WITH ULTRASMALL FILLER CONTENTS
(pp. 3-6)
Abstract. The theoretical model, using the notions of fractal analysis is proposed for description of strength of nanocomposites polymer/2D-nanofiller on the example of nanocomposites polyvinylalcohol/boron nitride. For correct description of strength of these two-phase nanomaterial the knowledge of initial characteristics of matrix polymer (stress of fracture), geometrical parameters of nanofiller and level of interfacial adhesion polymer matrix-nanofiller is necessary. The indicated level, characterizing by shear interfacial strength, was determined theoretically within the framework of fractal conception of adhesion. Its absolute values found high enough – they are comparable with this characteristic in systems polymer-carbon nanotubes and are higher essentially than in systems polymer-microfiber (glassy and carbon fibers). This factor defines high enough strength of the considered nanocomposites. The important factor for fracture process of nanomaterials is aggregation of initial platelets of nanofiller, which forms “packets” (tactoids) of such platelets. The relatively small aggregation degree of nanofiller gives appreciable reduction of strength of nanocomposites polymer/2D-nanofiller. The indicated reduction is connected with transition of 2D-nanofiller structure from exfoliated to intercalated one, i.e. from separate platelets to their tactoids.
Keywords: Nanocomposite; Boron nitride; Structure; Fractal analysis; Aggregation; Interfacial strength; Fracture.
Гасан М. Магомедов, Гусейн М. Магомедов (Дагестанский государственный педагогический университет, Махачкала, Россия)
И. В. Долбин (Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х. М. Бербекова, Нальчик, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
Gasan M. Magomedov, Guseyn M. Magomedov (Dagestan State Pedagogical University, Makhachkala, Russia)
I. V. Dolbin (Kh. M. Berbekov Kabardino-Balkarian State University, Nal’chik, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
1. Polymer Reinforcing Using Liquid-Exfoliated Boron Nitride Nanosheets / U. Khan, P. May, A. O’Neill, A. P. Bell et al. // Nanoscale. 2013. V. 50, № 2. P. 581 – 587.
2. Джангуразов Б. Ж., Козлов Г. В., Микитаев А. К. Структура и свойства нанокомпозитов полимер/органоглина. М.: Изд-во РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2013. 316 с.
3. Микитаев А. К., Козлов Г. В., Заиков Г. Е. Полимерные нанокомпозиты: многообразие структурных форм и приложений. М.: Наука, 2009. 278 с.
4. Яхьяева Х. Ш., Магомедов Г. М., Козлов Г. В. Структура и адгезионные явления в полимерных системах. М.: Изд-во «Перо», 2016. 254 с.
5. Синергетика композитных материалов / А. Н. Бобрышев, В. Н. Козомазов, Л. О. Бабин, В. И. Соломатов. Липецк: НПО ОРИУС, 1994. 154 с.
6. What Factors Control the Mechanical Properties of Poly(Dimethylsiloxane) Reinforced with Nanosheets of 3-aminopropyltriethoxysilane Modified Grapheme Oxide? / Y. Zhang, Y. Zhu, G. Lin, R. S. Ruoff et al. // Polymer. 2013. V. 54, № 10. P. 3605 – 3611.
7. Баланкин А. С. Синергетика деформируемого тела. М.: Изд-во Министерства Обороны СССР, 1991. 404 с.
8. Pernyeszi T., Dekany I. Surface Fractal and Structural Properties of Layered Clay Minerals Monitored by Small-angle X-ray Scattering and Low-temperature Nitrogen Adsorption Experiments // Colloid Polymer Sci. 2003. V. 281. № 1. P. 73 – 78.
9. Detachment of Nanotubes from a Polymer Matrix / C. A. Cooper, S. R. Cohen, A. H. Barber, H. D. Wagner // Appl. Phys. Lett. 2002. V. 81, № 20. P. 3873 – 3875.
10. Довгяло В. А., Жандаров С. Ф., Писанова Е. В. Определение адгезионной прочности в системе термопласт–тонкое волокно // Механика композитных материалов. 1990. Т. 26, № 1. С. 9 – 12.
11. Адгезионная прочность соединений арамидных и полибензотиазольных волокон с термореактивными матрицами / В. Г. Иванова-Мумжиева, Ю. А. Горбаткина, Г. С. Шуль, С. Д. Гаранина и др. // Механика композитных материалов. 1995. Т. 31, № 2. С. 147 – 155.
1. Khan U., May P., O’Neill A., Bell A. P. et al. (2013). Polymer Reinforcing Using Liquid-Exfoliated Boron Nitride Nanosheets. Nanoscale, Vol. 50, (2), pp. 581 – 587.
2. Dzhangurazov B. Zh., Kozlov G. V., Mikitaev A. K. (2013). Structure and properties of polymer/organoclay nanocomposites. Moscow: Izdatel'stvo RHTU im. D. I. Mendeleeva. [in Russian language]
3. Mikitaev A. K., Kozlov G. V., Zaikov G. E. (2009). Polymer nanocomposites: variety of structural forms and applications. Moscow: Nauka. [in Russian language]
4. Yah'yaeva H. Sh., Magomedov G. M., Kozlov G. V. (2016). Structure and adhesion phenomena in polymer systems. Moscow: Izdatel'stvo «Pero». [in Russian language]
5. Bobryshev A. N., Kozomazov V. N., Babin L. O., Solomatov V. I. (1994). Synergetics of composite materials. Lipetsk: NPO ORIUS. [in Russian language]
6. Zhang Y., Zhu Y., Lin G., Ruoff R. S. et al. (2013). What Factors Control the Mechanical Properties of Poly(Dimethylsiloxane) Reinforced with Nanosheets of 3-aminopropyltriethoxysilane Modified Grapheme Oxide? Polymer, Vol. 54, (10), pp. 3605 – 3611.
7. Balankin A. S. (1991). Synergetics of a deformable body. Moscow: Izdatel'stvo Ministerstva Oborony SSSR. [in Russian language]
8. Pernyeszi T., Dekany I. (2003). Surface Fractal and Structural Properties of Layered Clay Minerals Monitored by Small-angle X-ray Scattering and Low-temperature Nitrogen Adsorption Experiments. Colloid and Polymer Science, Vol. 281, (1), pp. 73 – 78.
9. Cooper C. A., Cohen S. R., Barber A. H., Wagner H. D (2002). Detachment of Nanotubes from a Polymer Matrix. Applied Physics Letters, Vol. 81, (20), pp. 3873 – 3875.
10. Dovgyalo V. A., Zhandarov S. F., Pisanova E. V. (1990). Determination of adhesive strength in the thermo-plasticthin fiber system. Mekhanika kompozitnyh materialov, Vol. 26, (1), pp. 9 – 12. [in Russian language]
11. Ivanova-Mumzhieva V. G., Gorbatkina Yu. A., Shul' G. S., Garanina S. D. et al. (1995). Adhesion strength of aramid and polybenzothiazole fiber joints with thermosetting matrices. Mekhanika kompozitnyh materialov, Vol. 31, (2), pp. 147 – 155. [in Russian language]
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 350 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.
После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.
Для заказа скопируйте doi статьи:
10.14489/hb.2020.12.pp.003-006
и заполните форму
Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 350 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.
After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.
To order articles please copy the article doi:
10.14489/hb.2020.12.pp.003-006
and fill out the form
.
|
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»