10.14489/hb.2024.07.pp.003-007

2024, 07 июль (July)

DOI: 10.14489/hb.2024.07.pp.003-007

Магомедов М. А., Долбин И. В.
ОЦЕНКА СТЕПЕНИ УСИЛЕНИЯ НАНОКОМПОЗИТОВ ПОЛИМЕР/УГЛЕРОДНЫЕ НАНОТРУБКИ В РАМКАХ МИКРОМЕХАНИЧЕСКОЙ И ПЕРКОЛЯЦИОННОЙ МОДЕЛЕЙ
(с. 3-7)

Аннотация. Показано, что любая теоретическая модель корректно описывает степень усиления нанокомпозитов полимер/углеродные нанотрубки только при правильном выборе входящих в нее характеристик, т.е. реальных, а не номинальных. Модуль упругости межфазных областей превышает соответствующую характеристику для объемной полимерной матрицы. Это обстоятельство предполагает, что межфазные области являются таким же армирующим элементом полимерных нанокомпозитов, как и собственно нанонаполнитель. В этом случае и правило смесей, и перколяционная модель показали хорошее соответствие с экспериментальными данными. Продемонстрировано, что реальный (эффективный) модуль упругости углеродных нанотрубок (их агрегатов) является функцией жесткости полимерной матрицы.

Ключевые слова: нанокомпозит; углеродные нанотрубки; модуль упругости; степень усиления; межфазные области.

Magomedov M. A., Dolbin I. V.
THE ESTIMATION OF REINFORCEMENT DEGREE OF NANOCOMPOSITES POLYMER/CARBON NANOTUBE WITHIN THE FRAMEWORKS OF MICROMECHANICAL AND PERCOLATION MODELS
(pp. 3-7)

Abstract. It has been shown that any theoretical model describes correctly reinforcement degree of nanocomposites polymer/carbon nanotube at right choice of included in they characteristics only, i.e. real but nominal ones. The elastic modulus of interfacial regions exceeds the corresponding parameter for bulk polymer matrix. This circumstance assumes that interfacial regions are the same reinforcing element of polymer nanocomposites as actually nanofiller. In this case both mixtures rule and percolation model shown good correspondence with experimental data. It has been shown that the real (effective) elastic modulus of carbon nanotubes (their aggregates) is function of stiffness of polymer matrix.

Keywords: Nanocomposite; Carbon nanotube; Elastic modulus; Reinforcement degree; Interfacial regions.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

М. А. Магомедов (ФГБОУ ВО «Дагестанский государственный медицинский университет», Махачкала, Россия)
И. В. Долбин (ФГБОУ ВО «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.

Eng

M. A. Magomedov (FSBEI HE “Dagestan State Medical University”, Makhachkala, Russia)
I. V. Dolbin (FSBEI HE “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.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Ahmed S., Jones F. R. A review of particulate reinforcement theories for polymer composites. // J. Mater. Sci. 1990. V. 25. № 12. P. 4933–4942.
2. Бобрышев А. Н., Козомазов В. Н., Бабин Л. О., Соломатов В. И. Синергетика композитных материалов. Липецк: НПО ОРИУС, 1994. 154 с.
3. Schaefer D. W., Justice R. S. How nano are nanocomposites? // Macromolecules. 2007. V. 40. № 24. P. 8501–8517.
4. Козлов Г. В., Магомедов Г. М., Яхьяева Х. Ш. Зависимость уровня межфазной адгезии от радиуса кольцеобразных структур углеродных нанотрубок (нановолокон) // Нано- и микросистемная техника. 2014. № 8. С. 43–46.
5. Jeong W., Kessler M. R. Toughness enhancement in ROMP functionalized carbon nanotube/polydicyclopentadiene composites. // Chem. Mater. 2008. V. 20. № 22. P. 7060–7068.
6. Микитаев А. К., Козлов Г. В., Заиков Г. Е. Полимерные нанокомпозиты: многообразие структурных форм и приложений. М.: Наука, 2009. 278 с.
7. Reinforcement of polymers with carbon nanotubes. The role of an ordered polymer interfacial region. Experiment and modeling. / J. N. Coleman, M. Cadek, K. P. Ryan, et al. // Polymer. 2006. V. 47. № 23. P. 8556–8561.
8. Елецкий А. В. Механические свойства углеродных нанотрубок. // Успехи физических наук. 2007. Т. 177, № 3. С. 223-274.

Eng

1. Ahmed S., Jones F. R. (1990). A review of particulate reinforcement theories for polymer composites. Journal of Materials Science, 25(12), 4933 – 4942.
2. Bobryshev A. N., Kozomazov V. N., Babin L. O., Solomatov V. I. (1994). Synergetics of composite materials. Lipetsk: NPO ORIUS. [in Russian language]
3. Schaefer D. W., Justice R. S. (2000). How nano are nanocomposites? Macromolecules, Vol. 40, 24, 8501 – 8517.
4. Kozlov G. V., Magomedov G. M., Yah'yaeva H. Sh. (2014). Dependence of the level of interfacial adhesion on the radius of ringshaped structures of carbon nanotubes (nanofibers). Nano- i mikrosistemnaya tekhnika, (8), 43 – 46. [in Russian language]
5. Jeong W., Kessler M. R. (2008). Toughness enhancement in ROMP functionalized carbon nanotube/polydicyclopentadiene composites. Chemistry of Materials, Vol. 20, 22, 7060 – 7068.
6. Mikitaev A. K., Kozlov G. V., Zaikov G. E. (2009). Polymer nanocomposites: variety of structural forms and applications. Moscow: Nauka. [in Russian language]
7. Coleman J. N., Cadek M., Ryan K. P. et al. (2006). Reinforcement of polymers with carbon nanotubes. The role of an ordered polymer interfacial region. Experiment and modeling. Polymer, Vol. 47, 23, 8556 – 8561.
8. Eletskiy A. V. (2007). Mechanical properties of carbon nanotubes. Uspekhi fizicheskih nauk, 177(3), 223 – 274. [in Russian language]

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 500 руб. (в том числе НДС 20%). 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.2024.07.pp.003-007

и заполните форму

Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 500 rubles. (including VAT 20%). 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.2024.07.pp.003-007

and fill out the form