1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Физика и химия стекла
  4. T. 49, № 4, 2023

Физика и химия стекла, 2023, T. 49, № 4, стр. 471-476

Закономерности агрегации 2D-нанонаполнителей в полимерных нанокомпозитах

Г. В. Козлов 1, И. В. Долбин 1, *, Гус. М. Магомедов 2

1 Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова
360004 Нальчик, ул. Чернышевского, 173, КБР, Россия

2 Дагестанский государственный педагогический университет
367003 Махачкала, ул. Ярагского, 57, РД, Россия

* E-mail: i_dolbin@mail.ru

Поступила в редакцию 12.08.2022
После доработки 21.11.2022
Принята к публикации 06.04.2023

Аннотация

В рамках микромеханических моделей исследован процесс агрегации 2D-нанонаполнителей (органоглины и оксида графена). Степень агрегации указанных нанонаполнителей, выраженная числом отдельных пластин в одном агрегате (тактоиде) определяется отношением номинальных модулей упругости нанонаполнителя и матричного полимера. Обнаружено, что увеличение первого из указанных модулей приводит к росту степени агрегации, а повышение второго – к ее снижению. Это означает, что получить эсфолиированные (отдельные) пластины графена в полимерной матрице практически невозможно. Оба исследуемых нанокомпозита полимер/2D-нанонаполнитель армируются отдельными агрегатами нанонаполнителя, что является оптимальным вариантом их усиления.

Ключевые слова: нанокомпозит, органоглина, оксид графена, агрегация, тактоид, модуль упругости, степень усиления

Список литературы

  1. Šupova M., Martynkova G.S., Barabaszova K. Effect of Nanofillers Dispersion in Polymer Matrices: A Review // Sci. Advanced Mater. 2011. V. 3. № 1. P. 1–25.

  2. Fornes T.D., Paul D.R. Modeling Properties of Nylon 6/Clay Nanocomposites Using Composite Theories // Polymer. 2003. V. 44. № 22. P. 4993–5013.

  3. Kozlov G.V., Mikitaev A.K. Structure and Properties of Nanocomposites Polymer/Organoclay. Saarbrücken: LAP LAMBERT Academic Publishing GmbH and Comp., 2013. 318 p.

  4. Козлов Г.В., Долбин И.В. Эффективность графена в качестве армирующего элемента структуры полимерных нанокомпозитов // Нано- и микросистемная техника. 2019. Т. 21. № 4. С. 217–222.

  5. Козлов Г.В., Долбин И.В. Применение правила смесей для описания модуля упругости полимерных нанокомпозитов // Нано- и микросистемная техника. 2018. Т. 20. № 8. С. 466–474.

  6. Xu Y., Hong W., Bai H., Li C., Shi G. Strong and Ductile Poly(vinyl alcohol)/Graphene Oxide Composite Films with a Layered Structure // Carbon. 2009. V. 47. № 15. P. 3538–3543.

  7. Kim H., Abdala A.A., Macosko C.W. Graphene/Polymer Nanocomposites // Macromolecules. 2010. V. 43. № 16. P. 6515–6530.

  8. Khan U., May P., O’Neill A., Coleman J.N. Development of Stiff, Strong, yet Tough Composites by the Addition of Solvent Exfoliated Graphene to Polyurethane // Carbon. 2010. V. 48. № 14. P. 4035–4041.

  9. Микитаев А.К., Козлов Г.В. Перколяционная модель усиления нанокомпозитов полимер/углеродные нанотрубки // Физика и механика материалов. 2015. Т. 22. № 2. С. 101–106.

  10. Schaefer D.W., Justice R.S. How nano are nanocomposites? // Macromolecules. 2007. V. 40. № 24. P. 8501–8517.

  11. Vermant J., Ceccia S., Dolgovskij M.K., Maffettone P.L., Macosko C.W. Quantifying Dispersion of Layered Nanocomposites via Melt Rheology // J. Rheol. 2007. V. 51. № 3. P. 429–450.

  12. Козлов Г.В., Кувшинова С.А., Долбин И.В., Койфман О.И. Сравнительный анализ усиления полимеров 2D-нанонаполнителями: органоглиной и нитридом бора // Доклады АН. 2018. Т. 479. № 2. С. 145–148.

  13. Jan R., May P., Bell A.P., Habib A., Khan U., Coleman J.N. Enhancing the Mechanical Properties of BN Nanosheet-Polymer Composites by Uniaxial Drawing // Nanoscale. 2014. V. 6. № 9. P. 4889–4895.

  14. Микитаев А.К., Козлов Г.В., Заиков Г.Е. Полимерные нанокомпозиты: многообразие структурных форм и приложений. М.: Наука, 2009. 278 с.

  15. Козлов Г.В., Ризванова П.Г., Долбин И.В., Магомедов Г.М. Определение модуля упругости нанонаполнителя в матрице полимерных нанокомпозитов // Известия ВУЗов. Физика. 2019. Т. 62. № 1. С. 112–116.

  16. Ризванова П.Г., Магомедов Г.М., Козлов Г.В., Долбин И.В. Локальная и пространственная структура нанонаполнителя в полимерной матрице и ее влияние на свойства нанокомпозитов // Физика и химия обработки материалов. 2019. № 3. С. 40–45.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Физика и химия стекла

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал