В книге впервые с единых позиций рассмотрен комплекс проблем, связанный с разработкой композиционных полимерных материалов. Описаны основные виды связующих, приведены характеристики важнейших видов наполнителей и армирующих элементов. Обсуждены особенности физико-химических процессов при взаимодействии матриц и наполнителей различной природы В отдельных разделах рассмотрены технологии получения наполненных и армированных материалов, а также заготовок и полуфабрикатов из них. Приведены сведения об особенностях формирования различных видов изделий из наполненных пластмасс и армированных пластиков. Благодаря обширному справочному материалу книга представляет большой интерес как справочное пособие при разработке новых видов ПКМ, конструировании и расчете изделий из них, при выборе оптимальных материалов для решения конкретных задач технического характера. Издание - первое пособие такого рода. В настоящее время книги такого содержания в отечественной и зарубежной литературе отсутствуют.

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.

Рассмотрены способы создания и эксплуатационные характеристики композиционных материалов на основе полимерных матриц. Сравниваются характеристики волокнистых и дисперсно-наполненных композитов. В рамках различных теоретических моделей изложены методы расчета механических свойств композитов. рассматриваются теплофизические свойства, поверхностные явления, горючесть, механизмы увеличения ударной прочности и эластичности наполненных материалов. Описаны технологические процессы получения дисперсно-наполненных композитов и армированных материалов. Для научных и инженерно-технических работников, занимающихся разработкой и применением полимерных материалов.

Книга (справочник) содержит информацию о колебательных спектрах 581 полимера (органические, био-органические, элемент-органические и неорганические), ряда мономеров и сопутствующих веществ. Спектру КРС и ИК поглощения соответствуют внутримолекулярным колебаниям атомов, связанных химическими связями в макромолекулярные структуры. В заглавии книги они названы Фурье-спектрами потому. что и те и другие получены на Фурье-спектрометрах. Для обоих спектров созданы условия равноточной регистрации на одних и тех же образцах на аппаратуре одной лаборатории в цифровой форме. Справочник по существу является базой данных, поиск нужной информации в которой облегчают имеющиеся четыре указателя, предложенная классификация полимеров, а также связь с другими базами через CAS-нумерацию. Графическим и табличным данным предшествует вводный раздел, объясняющий физическую природу комбинационного рассеяния и инфракрасного поглощения, корреляцию "спектр-структура", лежащую в основе многочисленных успешных применений оптической колебательной спектроскопии. Там же приведены условия приготовления образцов, условия экспериментов и многочисленные (77) ссылки на оригинальные работы по Фурье-спектроскопии комбинационного рассеяния света полимерами и а справочные издания, недостатки которых (преобладающее присутствие спектров ИК поглощения, без спектров КРС) исправляются этим справочником. Для ученых химического, физического . биохимического и био-физического профиля, для сотрудников промышленных лабораторий и производств полимерных деталей, пленок. волокон и композитов.

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.

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.

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.

Представлены результаты научно-исследовательских работ в области получения, исследования и применения нанодисперсных нитридов и оксидов металлов. Приведены физико-химические и технологические характеристики нанодисперсных нитридов и оксидов, синтезированных в плазме дугового разряда низкого давления. Большое внимание уделено применению нанодисперсных порошков в качестве наполнителей полимерных композиционных материалов, позволяющих разрабатывать нанокомпозиционные полимерные материалы с высокими эксплуатационными характеристиками для перспективных отраслей машиностроения. Предназначено специалистам, инженерам, научным работникам, аспирантам, магистрантам, студентам старших курсов, занимающихся созданием, исследованием и внедрением новых перспективных материалов и нанотехнологий.

Уделено внимание решению проблем, связанных с разработкой месторождений на поздней стадии. Представлены новые технологии Института химии нефти СО РАН, рассказывается о гелеобразующих полимерных композициях, описаны их свойства и приведены результаты применения. Описаны возможности новых комплексных технологий увеличения нефтеотдачи, сочетающих базовое воздействие на пласт закачкой воды или водяного пара с физико-химическими методами. Показаны перспективы применения физико-химических методов без паротеплового воздействия. На конкретных примерах рассматривается эффективность применения химических интеллектуальных систем.

Приведен краткий обзор и анализ публикаций, посвященных снижению гидродинамического сопротивления полимерными добавками, рассмотрены некоторые гипотезы механизма влияния растворенных полимеров на турбулентный поток жидкостей. На основе предложенной модели поведения макромолекул раствора полимерных присадок получена формула, связывающая объемную скорость течения полимерного раствора с напряжением сдвига, диаметром трубопровода, концентрацией полимера и его молекулярной массой, температурой и химической природой жидкости. Приводится разработанная методика лабораторного тестирования потенциальных агентов снижения сопротивления, которая позволяет прогнозировать результаты на промышленном трубопроводе. Получены формулы для порогового числа Рейнольдса и порогового значения касательного напряжения на стенке трубопровода, с помощью которых можно целенаправленно формулировать требования к свойствам полимерных присадок для проявления эффекта Томса. Рассмотрены вопросы синтеза эффективных агентов снижения сопротивления. Описан опыт применения ПТП на магистральных трубопроводах. Для студентов, бакалавров, магистров, слушателей Института дополнительного профессионального образования, изучающих курс "Энергосберегающие технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов".

Для увеличения эффективности пароциклического воздействия на залежи высоковязких нефтей предложены термообратимые гелеобразующие полимерные системы с нижней критической температурой растворения (НКТР): простой эфир целлюлозы (ЭЦ) - водная фаза. Исследование кинетики гелеобразования и реологических характеристик в указанных ситемах в области температур 20-250 С показали воспроизводимость реологических параметров гелей при циклическом реверсировании процессов нагревания и охлаждения. Установлено, что действие добавок на температуру гелеобразования аддитивно. Температура превращения геля в жидкость на 30-50 градусов ниже температуры гелеобразования. Температуры гелеобразовния и разжижиения практически линейно возрастают с увеличением концентрации реагентов, при этом для всех исследованных реагентов, кроме карбамида, эти зависимости симбатны. Гелеобразующие системы показали высокую эффективность на моделях неоднородного пласта с проницаемостью пропластков, отличающейся в 3,4-5,4 раза, их можно рекомендовать для регулирования фильтрационных потоков пластовых флюидов, ограничения водопритока, увеличения охвата паротепловым и пароциклическим воздействием залежей высоковязкой нефти как на ранней, так и на поздней стадии разработки месторождений. В 2005 г. успешно проведены опытно-промышленные испытания гелеобразующей композиции при пароциклической обработке скважины на залежи высоковязкой нефти месторождений Ляохэ (КНР).

Книга содержит общие представления о физике и статистической химии полимеров. В первой части "Введение в физику полимеров" приведены основные данные о физических свойствах полимеров, а также о физических принципах современных экспериментальных методов по измерению этих свойств. Во второй части "Введение в статистическую химию полимеров" изложены принципы статистического описакния химической структуры полимеров и методы ее расчета для основных процессов синтеза высокомолекулярных соединений. Для студентов и аспирантов физических и химических специальностей, изучающих полимеры, а также для научных работников и инженеров-исследователей, разрабатывающих полимерные материалы.

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.

В сборнике представлены в кратком изложении материалы научно-исследовательских работ, выполненных профессорско-преподавательским составом, научными работниками и аспирантами химико-технологического факультета ТашПИ за 1967 г. Предлагаемый сборник может быть использован научными работниками для целей координации, выполняемых тем, а также непосредственно для выполнения работы.

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.

С учетом эффектов деформационного старения в монографии рассматривается актуальные проблемы современной механики материалов: усталостные разрушения и рост усталостных трещин, длительная и коррозионная прочность. Отражены экспериментальные и теоретические исследования автора и достижения в мировой литературе по данной проблеме. Вводится параметр эффективного времени, описывающий взаимосвязанные деформационные и физико-химические процессы. Формулируются уравнения теории пластичности и критерии длительной прочности для среды со старением. Исследованы закономерности циклического упрочнения стареющих сплавов и сформулированы вероятностные критерии усталостного и коррозионного разрушения материалов и сложных инженерных систем. Механическое поведение стареющих полимерных материалов описываются с помощью вязко-упругих моделей, записанных в шкале эффективного времени. Время релаксации рассматривается в качестве характеристики продолжительности старения дается сравнение с результатами опытов по ультрафиолетовому облучению, климатическому и тепловому старению и разрушению полимеров в режимах растяжения и ползучести. Книга предназначена инженерам, научным работникам, а также может быть полезна студентам, аспирантам и преподавателям, интересующимся вопросами старения и длительного разрушения материалов и конструкций.

В монографии рассмотрены вопросы исследования теплового деформирования и его влияния на прочность композиционных материалов, применяемых в качестве тепловой защиты. Приведен обзор существующих методов дилатометрирования высокотемпературных неметаллических материалов. Представлены новые технические решения, обеспечивающие высокую точность измерений деформаций материалов в диапазоне температур 20-2000С бесконтактными оптическими методами на современной элементной базе. Описаны оригинальные методики и приведен обширный экспериментальный материал по исследованию температурных деформаций деструктирующих и углеродных композитов применительно к условиям эксплуатации теплозащитных конструкций. Для научных и инженерно-технических работников, занимающихся вопросами исследования и применения композиционных материалов, а также специалистов в области термопрочности.

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 %.

Изложена теория и результаты применения полимерных композиционных материалов для средств шахтного подъемного комплекса, в горно-транспортном, стационарном и забойном оборудовании, для создания и ремонта шахтных труб различного назначения, ихделий крепления горных выработок. Рассмотрены вопросы применения клеевых композиций для ремонта горно-шахтного оборудования, приведены основные положения расчета анизотропных материалов на прочность. Показаны примеры выбора и применения твердеющих полимерных композиций в технологии упрочнения неустойчивых горных пород, заполнения пустот и изоляции перемычек подземных выработок шахт и рудников. Для инженерно-технических работников, занимающихся созданием, эксплуатацией, ремонтом горно-шахтного оборудования.

Методами вискозиметрии, пенетрации шарообразного идентификатора и отрыва металлической пластинки от полимерного тела изучены реологические и поверхностные свойства смесей полимеров на основе водных растворов полиакриламида и поливилового спирта. Исследована зависимость работы адгезии от вида наполнителя и времени формирования полимерных композиций.

Представлены результаты исследований, выполненных авторским коллективом в течение последних 10-12 лет. На стыке физики прочности и материаловедения, механики, физики и химии полимеров, вычислительной механики в эти годы развивается направление, получившее ряд названий, -микромеханика, физическая мезомеханика, механика структурно неоднородных сред и т. д. Это направление представлено применительно к армированным полимерным системам в основном дисперсными наполнителями. Обсуждаются постановка и реализация прямых и обратных задач компьютерного конструирования полимерных композиций, приведены многочисленные примеры решения этих типов задач для научных работников и аспирантов, занимающихся проблемами разработки новых и улучшения качества существующих полимерных композиций, а также студентов в качестве учебного пособия по курсам "Прикладная механика", "Механика", "Наноматериалы и нанотехнологии", "Материаловедение", "Оценка надежности изделий", "Композитные материалы".