ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ТА ТЕОРЕТИЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСІВ ПОРОУТВОРЕННЯ ПРИ ОДЕРЖАННІ ГАЗОНАПОВНЕНИХ ПОЛІМЕРНИХ МАТЕРІАЛІВ

Autor: I. Sytar, Volodymyr, M. Kuzyayev, Ivan, M. Sukhyy, Kostyantyn, S. Kabat, Oleh
Jazyk: ukrajinština
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Journal of Chemistry and Technologies; Vol. 29 No. 2 (2021): Journal of Chemistry and Technologies; 279-300
Journal of Chemistry and Technologies; Том 29 № 2 (2021): Journal of Chemistry and Technologies; 279-300
ISSN: 2306-871X
2663-2942
2663-2934
DOI: 10.15421/jchemtech.v29i2
Popis: An analysis of experimental and theoretical studies of the process of pore formation in gas-filled polymeric materials has been carried out. Experimental studies by most authors have shown the dependences of the growth dynamics, morphology, and structure of bubbles in polymer melts, from which pores are formed in gas-filled polymer materials. It has been established that the process of bubble growth in polymer melts at a constant temperature proceeds almost indefinitely, which makes it possible to control the pore size in the resulting gas-filled polymer materials due to the time of their formation. It has been established that the size of bubbles in polymer melts increases with increasing temperature of melts, forming tools, and concentration of porophore and decreases with increasing pressure and melt viscosity. In theoretical studies, the main theories were reviewed to model and optimize the pore formation process in gas-filled polymer materials and to predict their properties, such as thermal conductivity and density. To analyze the behavior of bubbles in polymer melts (changes in the radius, bubble pressure), the optimal cylindrical coordinate system for this case was chosen. The Be Witte and Maxwell models were used to describe the process of pore formation in the gas-filled polymer materials. A mathematical model describing the dynamics of bubble growth in polymer melts for a two-layer system has been proposed.
Проведен обзор экспериментальных и теоретических исследований процессов порообразования при получении газонаполненных полимерных материалов. Экспериментальные исследования большинства авторов показали зависимости динамики увеличения, морфологии и структуры пузырей в расплавах полимеров, из которых получаются поры при создании газонаполненных материалов. Установлено, что их увеличение в расплаве полимеров при постоянной температуре может проходить практически неограниченно, что позволяет регулировать размеры пор за счет изменения времени их создания. Определено, что размеры пузырей в расплавах полимеров увеличиваются при повышении температуры расплава и формы, концентрации порофора и уменьшаются при увеличении давления и вязкости расплава. В теоретических исследованиях рассмотрены основные теории, которые позволяют моделировать и оптимизровать процессы создания пор и структуру газонаполненных полимерных материалов, а также их свойства, в том числе коэффициент теплопроводности и плотность. Для анализа поведения газовых пузырей, а именно изменения радиуса пор и давления внутри пузыря, в качестве оптимальной системы координат выбрали цилиндрическую, при этом связь между компонентами тензора напряжений и компонентами тензора скоростей деформации (реологические уравнения состояния), в зависимости от реологических свойств материалов описывали различными моделями (Де Витта, Максвелла). Построена математическая модель динамического поведения газового пузыря в полимерной матрице для двухслойной схемы с целью достижения необходимых размеров газовых пузырей.
Проведено огляд експериментальних та теоретичних досліджень процесів пороутворення в процесі одержання газонаповнених полімерних матеріалів. Експериментальні дослідження багатьох авторів показали залежності динаміки зростаня, морфології та структури пухирів у розплавах полімерів, з яких утворюються пори в процесі створення газонаповнених матеріалів. Встановлено, що їх зростання у розплаві полімерів за постійної температури може тривати практично необмежено, що дозволяє ругулювати розміри пор за рахунок зміни часу їх створення. Визначено, що розміри пухирів у розплавах полімерів збільшуються за підвищення температури розплаву і форми, концентрації порофору та зменщується із збільшенням тиску й в’язкості розплаву. У теоретичних дослідженнях розглянуто основні теорії, що дозволяють моделювати й оптимізувати процеси утворення пор і структуру газонаповнених полімерних матеріалів, а також їх властивості, у тому числі, коефіцієнт теплопровідності й густину. Для аналізу поведінки газових пухирів, а саме, зміну радіусу пор і тиску всередині пухиря в якості оптимальної системи координат вибрали циліндричну, при цьому зв'язок між компонентами тензора напружень і компонентами тензора швидкостей деформацій (реологічні рівняння стану), залежно від реологічних властивостей матеріалів, описувався різними моделями (Де Вітта, Максвелла). Побудовано математичну модель динамічного поводження газового пухиря в полімерній матриці для двошарової схеми з метою досягнення необхідних розмірів газових пухирів.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: