Рассмотрены вопросы модификации нефтяных битумов полимерными материалами. Модификаторами могут быть полимеры, содержащие кристаллическую фазу. На основе адсорбционной модели взаимодействия полимера с дисперсной фазой битума получено соотношение для определения нижней концентрации структурообразования полимера в полимербитумной композиции. Показано, что суммарное максимальное содержание в композиции полимера и дисперсной фазы битума не должно превышать 25 %.

Для очистки от воды и механических примесей отработавших моторных масел в качестве фильтрующих материалов использованы полимерные волокна из вторичных термопластов (полипропилен, полиэтилентерефталат) и базальтовое волокно. Показано, что наиболее технологично в применении и эффективно базальтовое волокно. Модификация этого волокна глиной и карбамидом способствует улучшению его эксплуатационных характеристик.

Свойствами композиций на полимерных матрицах можно управлять различными способами. Одним из наиболее распространенных способов является структурная модификация, когда за счет армирующих включений изменяются различные эффективные характеристики материала, при этом химическая природа матрицы и включений не меняются. Предложен подход к определению управляющих параметров (фазовый состав, свойства фаз, внутренняя геометрия, характер межфазного взаимодействия), придающих материалу заданные эффективные свойства или попадание их в заранее заданные интервалы. В соответствии с этим подходом на основе решения ограниченного числа прямых задач (задач моделирования), в которых определяют эффективные характеристики по значениям управляющих параметров, в пространстве состояний строят соответствующие поверхности отклика электрических, теплофизических и деформационно-прочностных характеристик на значения управляющих параметров. Анализ поверхностей позволяет определить, существует ли решение для выбранного диапазона заданных эффективных характеристик, и при его наличии конкретизировать область значений управляющих параметров. При необходимости обеспечить одновременное получение для материала как эффективных теплофизических, электрических так и деформационно-прочностных характеристик значения управляющих параметров находятся пересечением соответствующих областей. Предлагаемый метод очевидным образом можно распространить на многофазные материалы.

Сборник научных трудов содержит статьи, посвященные современным проблемам химии полимеров, созданию новых полимерных материалов со специальными свойствами, новым направлениям переработки пластмасс. Публикуемые материалы представлены на международную научную конференцию "Пластмассы со специальными свойствам", посвященную 90-летию доктора химических наук, профессора, заслуженного деятеля науки и техники РСФСР Анатолия Федоровича Николаева. Материалы сборника будут интересны научным работникам и аспирантам, проводящим исследования в области радикальной и ионной полимеризации и сополимеризации, модификации полимеров, изучающим кинетику полимеризационных процессов, создающим полимеры со специальными свойствами, занимающимся переработкой полимерных материалов. Сборник может быть использован в учебном процессе в высших учебных заведениях как дополнительное пособие при изучении специальных дисциплин, предусмотренных программой подготовки специалистов по полимерным специальностям, в частности, по специальности 24.05.01 "Химическая технология высокомолекулярных соединений". Он будет полезен также при изучении дисциплин "Химия и физика полимеров", "Высокомолекулярные соединения", "Технология пластмасс", "Пластмассы со специальными свойствами" и др., при подготовке бакалавров и магистров по направлениям 240100 "Химическая технология" и 010100 "Химия", при написании студентами выпускных квалификационных работ.

В работе обсуждается влияние геометрии (формы и размеров) дисперсных включений на деформационно-прочностные свойства композитных материалов с полимерными матрицами, когда упругие и прочностные свойства дисперсных включений на 2-3 порядка выше аналогичных характеристик матрицы. Кривые "напряжение-деформация" строятся на основе анализа представительного объема материала, когда иным образом учитываются свойства матрицы, включений и характер их взаимодействия. Такой анализ проводится с использованием метода конечных элементов в сочетании с процедурой последовательных нагружений, что в результате позволяет исследовать большие - в десятки и сотни процентов - деформации. Отмечено. что форма включений при их случайно ориентации практически не влияет на вид кривой. и при постоянной степени наполнения композиции большее значение имеют размеры и соответственно количество включений.

Обсуждаются методика и результаты численного анализа внутренних напряжений и деформаций в дисперсно-наполненном полимерном материале при изменении его температуры, когда матрица и включения имеют различные теплофизические свойства. Пространственно-временные распределения температуры определяют постановку задач на мезоуровне, где рассматривается представительный объем (мезообъем) материала как матрица с относительно небольшим числом включений. Анализ детального распределения напряжений и деформаций в окрестности включения позволяет сформулировать утверждение, что одной из причин образования межфазного слоя на границе "матрица-включение" могут служить возникающие особенности напряженно-деформированного состояния. Этим же обстоятельством можно объяснить существенные расхождения получаемых теоретических макрохарактеристик высоконаполненного полимерного композитного материала с их экспериментально полученными значениями.

Рассмотрена возможность сенсибилизации N,N-дифенилгидразонов на основе карбазола металлокомплексами длинноволновых пирилиевых красителей.

Проведена модификация поверхности полимерных волокон DRE-плазмой. Установлено, что DRE- обработка приводит к повышению смачиваемости и адгезионных характеристик поверхности полимерных волокон. Показана возможность использования полипропиленовых волокнистых материалов в качестве подложки для закрепления частиц оксигидроксида алюминия.

Решение задачи строится в постановке, предполагающей выполнение требований к материалу одновременно по нескольким деформационно-прочностным характеристикам. В качестве управляющих параметров принимаются рецептурные характеристики дисперсно наполненной полимерной композиции: степень наполнения композиции компактными армирующими включениям, средний размер включений, уровень адгезионного взаимодействия. Требования к заданным деформационно-прочностным свойствам задаются в виде некоторого интервала, в который они должны попасть. Решение строится путем построения в пространстве состояний поверхностей отклика, отражающих зависимость каждого из задаваемых свойств от управляющих параметров. заданный для каждой характеристики интервал отражается на поверхности в виде двух линий уровня, отвечающих максимальному и минимальному значению, а их проекции на плоских параметров ограничивают область, в которую должны попасть значения соответствующих параметров. Пересечения таких областей определят набор управляющих параметров, придающих композиции заданные эффективные свойства.

Анализируются сходства и отличия процедур оптимального проектирования систем и процедур, предлагаемых для компьютерного конструирования материалов. Обсуждается проблема формулировки требований к деформационно-прочностным характеристикам конкретных материалов. Показано, что решение задач конструирования материалов в общем случае является неединственным, что, в свою очередь, удобно с точки зрения практической реализуемости. Приведены примеры конструирования полимерной дисперсно-наполненной композиции с двумя заданными макрохарактеристиками.????.

В работе при моделировании и анализе напряженно-деформированного состояния конструкций из полимерных композитных материалов применяется вероятностный подход, отражающий тот факт, что для реальных материалов всегда существует известный разброс количественных характеристик их свойств, для конструкций — отклонения размеров от их номинальных значений, для нагрузок — отклонения от средних эксплуатационных значений. С помощью методов теории вероятности и математической статистики ниже проводится обработка параметров напряженно-деформированного состояния конструкций, полученных в результате численных и натурных экспериментов, когда учитывается разброс свойств материала. На основе этих данных построены поля вероятностей безотказной работы для конкретной конструкции.??.

Рассмотрены совокупность проблем, возникающих в присутствии в структуре битумов неустойчивых фрагментов, и целенаправленное воздействие на них модификаторов и каменного материала разных сортов. Показана возможность предсказания некоторых свойств битумов и асфальтобетонов, а также коррекции этих свойств на основе теоретических достижений в изучении структуры битумных материалов и асфальтобетонов.

Изучены ингибирующие и термостабилизирующие свойства нефтяных асфальтитов и влияние их добавок на физико-механические характеристики термопластичных полимеров. С использованием метода планирования эксперимента установлена область оптимальных групповых составов асфальтитов, по эффективности действия превосходящих существующие промышленные синтетические стабилизаторы.

С целью разработки экструдируемых антифрикционных материалов исследованы механические и триботехнические (в условиях сухого трения, граничной смазки и абразивного износа) свойства нано- и микрокомпозитов на гибридной матрице (сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ) и политетрафторэтилен (ПТФЭ)). В условиях сухого трения скольжения применение матрицы СВМПЭ + 10 вес.% ПТФЭ снижает интенсивность изнашивания нано- и микрокомпозитов на 10—30% при значительном уменьшении механических характеристик микрокомпозитов и несущественном — нанокомпозитов. При граничной смазке дистиллированной водой влияние дисперсности наполнителей на износостойкость аналогично. При абразивном изнашивании износостойкость микрокомпозитов существенно выше, чем у матрицы СВМПЭ + 10 вес.% ПТФЭ, а введение в эту матрицу нанонаполнителей незначительно влияет на её износостойкость. Методами растровой электронной микроскопии, дифференциальной сканирующей калориметрии и оптической микроскопии исследованы надмолекулярная структура, степень кристалличности и топография поверхностей изнашивания разработанных материалов, обсуждаются механизмы их изнашивания в условиях сухого трения скольжения и абразивного изнашивания.

С целью разработки биосовместимых антифрикционных композитов на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) в первой части работы определены механические и триботехнические характеристики гибридной полимерной матрицы в виде смеси СВМПЭ с политетрафторэтиленом (ПТФЭ) в условиях сухого трения, граничной смазки и абразивного износа. Показано, что интенсивность изнашивания указанного материала в условиях сухого трения скольжения снижается более, чем вдвое в сравнении с чистым СВМПЭ. При этом механические характеристики изменяются несущественно. В условиях граничной смазки (дистиллированная вода) износостойкость матричного материала близка к таковой при сухом трении скольжения. В условиях абразивного изнашивания износостойкость композиций мало отличается от износостойкости исходного СВМПЭ. Обсуждаются механизмы изнашивания полимерной смеси СВМПЭ—ПТФЭ в условиях сухого трения скольжения и абразивного изнашивания.??.

В книге приведена информация о принципах создания, составах, структуре, свойствах, ассортименте некоторых типов полимерных композиционных материалов (ПКМ) функционального (специального) назначения: интеллектуальных ПКМ, радиоэкранирующих и радиопоглощающих ПКМ (магнитодиэлектрических, токопроводящих материалов технологии Stealth), полимерных материалов для защиты от высокоскоростного инденторного воздействия (броневые материалы и конструкции), теплозащитных (абляционных) полимерных материалах, полимерных наноматериалах. Книга адресована специалистам полимерных предприятий: материаловедам, технологам, конструкторам, исследователям, связанным с разработкой, совершенствованием и переработкой полимерных материалов специального назначения.

Монография посвящена исследованию структуры и свойств основных классов полимерных материалов: собственно полимеров. полимерных композитов. наполненных дискретным наполнителе (дисперсными частицами или волокнами), и полимерных нанокомпозитов, описание структуры и свойств указанных материалов дано в рамках фрактального (мультифрактального) анализа с привлечением ряда других современных физических концепций: кластерной модели структуры аморфного состояния полимеров. синергетики твердого тела. моделей необратимой агрегации и теории перколяции. Это позволило получить количественные соотношения структура-свойства для всех указанных классов полимерных материалов. Монография предназначена для специалистов, занимающихся получением, обработкой и исследованием структуры и свойств полимерных материалов, а также для преподавателей.. аспирантов и студентов вузов физико-химического профиля.

В книге приведена информация о принципах создания, составах, структуре, свойствах, ассортименте конструкционных полимерных композиционных материалов, в основном использующих в качестве наполнителей непрерывные минеральные, полимерные, углеродные волокна и текстильные формы их них (нити, ленты, ткани). Рассмотрены армированные термореактивные и термопластичные стекло-, органо-, углепластики (ВПКМ), поливолокнистые (гибридные) ВПКМ, многослойные металл-полимерные (супергибридные) материалы. Особое внимание уделено применению конструкционных ВПКМ различных типов, экономическим вопросам разработки и применения ВПКМ. Книга адресована специалистам, связанным с разработкой, совершенствованием и переработкой в изделия ВПКМ в различных областях техники, студентам, магистрам, аспирантам, и может быть использована преподавателями факультетов повышения квалификации инженерного состава отраслевых производств.

Книга известного английского специалиста, выдержавшая уже три последовательно совершенствуемых издания. В ней компактно и четко изложены как механические и физико-химические свойства пластических масс, так и их промышленные применения в конкретных конструкциях от труб и компакт-дисков до тросов и биоматериалов. При этом несомненным достоинством книги является установление связи микроструктуры полимеров и композиционных материалов с характеристиками конечной продукции при использовании разнообразных технологических процессов. Учебно-справочное руководство адресовано необходимо студентам и преподавателям химико-технологических, материаловедческих и машиностроительных специальностей, конструкторам и технологам.

В издании представлен обзор основных минеральных и органических наполнителей для пластмасс, их производства, структуры и свойств, а также применения. В первой части содержится общее введение в полимерные композиционные материалы, представление параметров, влияющих на механические и реологические свойства полимеров, содержащих функциональные наполнители, обзор оборудования для смешения и составления смесей, описаны методы введения наполнителей в расплавленные и жидкие полимеры. Во второй части рассмотрены проблемы повышения эффективности функциональных наполнителей. В третьей части описаны наиболее важные органические и неорганические функциональные наполнители и приведены примеры существующих и возможных областей их применения. Авторы книги имеют большой авторитет в области наполнителей и усиливающих элементов для пластмасс; они представляют промышленность, академическую науку, консультативные и прикладные научно-исследовательские организации. Их различный опыт и подход нашел отражение в содержании написанных ими глав, стиле изложения, расстановке акцентов предлагаемой информации.

В сборнике рассматриваются основные вопросы, с вязанные с созданием композиционных полимерных материалов: структура и релаксационные свойства граничных слоев, прочность адгезионного соединения, взаимозависимость поверхностных и адгезионных свойств полимерных материалов, а также их связь с физико-механическими характеристиками композиций. Рассчитан на специалистов, работающих над созданием высокоэффективных полимерных композиций.

Приведены классификация и особенности строения традиционных и современных композиционных материалов различного назначения. Особое внимание уделено металлическим и полимерным композитам, показаны достоинства и недостатки композиционных материалов, отражены их структура и механические свойства. Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению "Материаловедение. технология материалов и покрытий", специальностям "Материаловедение в машиностроении" и "Конструирование и производство изделий из композиционных материалов". Может также использоваться в учебном процессе при подготовке кадров по специальностям "Порошковая металлургия, композиционные материалы, покрытия", "Технология и оборудование производства химических волокон и композиционных материалов на их основе", "Производство строительных материалов. изделий и конструкций". Представляет интерес для инженеров-материаловедов, технологов и конструкторов.