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.

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.

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 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.

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.

В работе моделируется напряженно-деформированное состояние дисперсно-наполненной полимерной композиции с учетом различного адгезионного взаимодействия между матрицей и включениями. Приводятся оценки влияния межфазного взаимодействия на эффективные деформационно-прочностные характеристики композиции. Рассмотрены случаи упругого и неупругого поведения материала матрицы при деформировании.

Исследованы триботехнические характеристики композиций СВМПЭ с графитом и дисульфидом молибдена в условиях сухого трения, граничной смазки и абразивного износа. Показано, что интенсивность изнашивания полимерных композиций “СВМПЭ—графит” и “СВМПЭ—MoS2” в условиях сухого трения скольжения снижается в два раза по сравнению с чистым СВМПЭ. При этом механические характеристики изменяются незначительно. В условиях абразивного изнашивания износостойкость указанных композитов увеличивается в 1,3—1,5 раза. Определены оптимальные содержания наполнителей с точки зрения повышения сопротивления изнашиванию. Исследованы надмолекулярная структура и топография поверхностей износа композиций СВМПЭ с различным содержанием наполнителей. Проведен сравнительный анализ износостойкости композитов в режимах сухого трения и смазки. Обсуждаются механизмы износа полимерных композиций СВМПЭ—графит и СВМПЭ—MoS2 в условиях сухого трения скольжения и абразивного изнашивания.

Представлены результаты лабораторных исследований и промысловых испытаний физико-химических технологий увеличения нефтеотдачи залежей высоковязких нефтей, разрабатываемых с применением паротеплового и пароциклического воздействия. С целью оптимизации гель-технологий с применением термотропных неорганических и полимерных гелеобразующих композиций на основе эфиров целлюлолзы, соли алюминия и карбамида исследованы реологические свойства, влияние объемов оторочек композиций и пара, последовательности их закачки на эффективность паротеплового воздействия. Предложена композиция, образующая наноразмерную структуру типа "гель в геле" с улучшенными прочностными свойствами на основе системы "соль алюминия - простой эфир целлюлозы - карбамид - вода". Создана комплексная технология чередующейся закачки геобразующей, нефтевытесняющей композиций и пара, увеличивающая коэффициенты охвата и нефтевытеснения. Промысловые испытания показали эффективность технологий, их перспективность для увеличения нефтеотдачи залежей высоковязких нефтей.

В сборнике публикуются результаты исследования полимерных материалов в условиях низких температур, изменений свойств полимеров в холодном климате. Приведены данные по исследованию трения, износа и абразивного разрушения поверхности пластмасс. Изложены методики испытаний и опыт использования полимеров в узлах машин, расчеты деталей машин с учетом термо-вязко-упругости. Нашил отражение вопросы, связанные с разработкой и использованием новых морозостойких эластомеров.

В книге приведена информация о действии широкого круга основных сред и химикатов (от воды и виски до плавиковой кислоты) на практически весь ассортимент термопластов, реактопластов, резин, термоэластопластов (ТЭП), отвержденных олигомеров - начиная от хронологически первых фенолформальдегидных смол, до новейших фторэластомеров "Калрез" и наноструктурных термоэластопластов различного состава. После общего введения в состав, свойства и применение полимеров, в издании основное внимание уделяется последствиям химической коррозии, вызванной изменениями температуры, влажности и влиянием других коррозионных сред. Рассмотрена способность конкретных материалов выдерживать воздействие солнца, атмосферных явлений и озона, а также их химическая стойкость в типичных приложениях. Описаны последствия химической коррозии, такие как набухание, окрашивание, деполимеризация и растрескиване. В книгу также включены таблицы совместимости для каждого из материалов и сравнительные таблицы коррозионной стойкости отдельных эластомеров. Книга предназначена для специалистов, заинтересованных в коррозионной стойкости и работоспособности полимерных материалов.

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.

Представлены результаты лабораторных исследований и промысловых испытаний на месторождениях России и Китая новых физико-химических технологий ИХН СО РАН для увеличения нефтеотдачи залежей высоковязких нефтей. Применение термотропных неорганических и полимерных гелей при паротепловом и пароциклическом воздействии для регулирования фильтрационных потоков, ограничения водопритока приводит к увеличению охвата пласта закачкой пара, снижению обводненности продукции на 3-45%, увеличению дебитов по нефти на 11-33% и уменьшению дебитов по жидкости на 14-25%. Использование при паротепловом и пароциклическом воздействии композиций на основе ПАВ, генерирующих за счет энергии теплоносителя непосредственно в пласте углекислый газ и щелочнкую буферную систему, приводит к снижению вязкости нефти 2-3 раза, снижению обводненности продукции на 10-20%, увеличению дебитов по нефти в среднем на 40%. Это свидетельствует о высокой нефтевытесняющей способности композиций при увеличении дебитов по жидкости в среднем на 5-10%, что указывает на интенсификацию разработки. Для увеличения нефтеотдачи залежей высоковязких нефтей в отсутствии паротеплового воздействия при 25-40С предложены нефтевытесняющие системы на основе твердых аддуктов кислот и катализаторов ферментативного гидролиза карбамида в композициях на основе ПАВ.

Методами ротационной вискозиметрии и пенетрации изучены реологические свойства (динамическая вязкость, упругость и прочность) полимерных композиционных материалов. Показано влияние волокнистых и жестких зернистых наполнителей на свойства полимерных композиций на основе поливинилового спирта и карбоксиметилцеллюлозы. Установлено влияние концентрации исходных растворов полимеров и времени комплексообразования на свойства полимерных комплексов при введении наполнителей различной природы.

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 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.