Определение влияния дисперсных частиц алюминия на функциональные свойства полимерных композитов на основе поливинилиденфторида

Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Vol. 3 No. 12 (111) (2021): Materials Science; 59-66
Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 3 № 12 (111) (2021): Материаловедение; 59-66
Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 3 № 12 (111) (2021): Матеріалознавство; 59-66
ISSN: 1729-3774
1729-4061
Popis: Polymeric materials that contain inorganic fillers demonstrate a unique set of physical properties due to the combination of matrix elasticity and filler strength. This paper reports determining the effect of dispersed aluminum particles on the properties of polyvinylidene fluoride-based materials. This study result is the fabrication of a series of composite materials using a piston extruder. Their functional characteristics have been explored using the methods of thermophysical and mechanical analysis, dilatometry, and acoustic spectroscopy. It was established that the introduction of dispersed aluminum particles leads to the loosening of the matrix, which may indicate the transition of macro macromolecules from the crystalline phase to the boundary layer around the filler. This feature of structure formation and the uniform distribution of filler particles ensured the improvement of the functional characteristics of the materials obtained. It has been shown that with an increase in the content of filler in the system to 5 % the thermal conductivity increases from 0.17 W/(m·K) to 1.55 W/(m·K). The introduction of the filler leads to an improvement in the heat resistance of the materials obtained, by 17 K. The increase in both melting point and destructiveness is explained by the formation of a more perfect polymer structure with a higher degree of crystallinity. An increase in the speed of ultrasound propagation was identified, by 67 %, as well as in the tensile strength, by 36 %, in the materials obtained, which can be explained by contributions from the filler, which has greater sound conductivity and mechanical strength than the polymer matrix. Such systems show the reinforcing effect of aluminum particles on the polymer matrix, so they could be used as structural materials with improved functional characteristics
Полимерные материалы, содержащие неорганические наполнители, благодаря сочетанию эластичности матрицы и прочности наполнителя демонстрируют уникальный комплекс физических свойств. Работа посвящена определению влияния дисперсных частиц алюминия на свойства материалов на основе поливинилиденфторида. В результате проведенной работы была изготовлена серия композитных материалов с помощью поршневого экструдера. Были изучено их функциональные характеристики, используя методы теплофизического и механического анализа, дилатометрии и акустической спектроскопии. Установлено, что введение дисперсных частиц алюминия приводит к разрыхлению матрицы, что может свидетельствовать о переходе макромакромолекул с кристаллической фазы в граничный слой вокруг наполнителя. Такая особенность структурообразования и равномерное распределение частиц наполнителя обеспечили улучшение функциональных характеристик полученных материалов. Показано, что с увеличением содержания наполнителя в системе до 5% теплопроводность возрастает с 0,17Вт/(м·K) до 1,55Вт/(м·K). Введение наполнителя приводит к улучшению термостойкости полученных материалов на 17 K. Рост как температуры плавления, так и деструкции, объясняется образованием более совершенной структуры полимера с высокой степенью кристалличности. Выявлен рост скорости распространения ультразвука на 67% и прочности на разрыв на 36% в полученных материалах, что можно объяснить вкладом от наполнителя, который имеет большую звукопроводность и механическую прочность, чем полимерная матрица. В таких системах проявляется армирующий влияние частиц алюминия в полимерную матрицу, поэтому они могут использоваться как конструкционные материалы с улучшенными функциональными характеристиками
Полімерні матеріали, які містять неорганічні наповнювачі, завдяки поєднанню еластичності матриці та міцності наповнювача демонструють унікальний комплекс фізичних властивостей. Робота присвячена визначенню впливу дисперсних частинок алюмінію на властивості матеріалів на основі полівініліденфториду. У результаті проведеної роботи було виготовлено серію композитних матеріалів за допомогою поршневого екструдера. Було досліджено їх функціональні характеристики, використовуючи методи теплофізичного та механічного аналізу, дилатометрії та акустичної спектроскопії. Встановлено, що введення дисперсних частинок алюмінію приводить до розпушування матриці, що може свідчити про перехід макромакромолекул із кристалічної фази у граничний шар навколо наповнювача. Така особливість структуроутворення та рівномірний розподіл частинок наповнювача забезпечили покращення функціональних характеристик отриманих матеріалів. Показано, що зі збільшенням вмісту наповнювача у системі до 5% теплопровідність зростає з 0,17Вт/(м·K) до 1,55Вт/(м·K). Введення наповнювача приводить до поліпшення термостійкості отриманих матеріалів на 17K. Зростання як температури плавлення, так і деструкції, пояснюється утворенням більш досконалої структури полімеру з вищим ступенем кристалічності. Виявлено зростання швидкості поширення ультразвуку на 67% та міцності на розрив на 36% в отриманих матеріалах, що можна пояснити внеском від наповнювача, який має більшу звукопровідність та механічну міцність, ніж полімерна матриця. У таких системах проявляється армувальний вплив частинок алюмінію на полімерну матрицю, тому вони можуть використовуватись як конструкційні матеріали із поліпшеними функціональними характеристиками
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: