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.

Для увеличения нефтеотдачи высоконеоднородных пластов созданы термообратимые полимерные гелеобразующие системы на основе растворов полимеров с нижней критической температурой растворения - простых эфиров целлюлозы. Обратимый фазовый переход растворов - гель происходит за счет тепловой энергии пласта или закачиваемого теплоносителя. Температуру и время гелеобразования можно регулировать добавлением электролитов и неэлектролитов. Представлены лабораторные исследования кинетики гелеобразования, реологических и фильтрационных характеристик в системе эфиры целлюлозы - водная фаза - нефть. Приведены результаты опытно-промышленных испытаний технологий увеличения нефтеотдачи с применением термообратимых полимерных гелей для ограничения водопритока, увеличения охвата пласта при заводнении и паротепловом воздействии. Технологии экономически эффективны и экологически безопасны, срок окупаемости затрат составляет 5-9 мес. В качестве реагентов используются продукты многотоннажного промышленного производства.

Большая длительность (до 7-10 лет) и высокие финансовые затраты современных экспериментальных подходов к формированию энергетических и эксплуатационных свойств материалов для изделий ракетно-космической техники стимулируют более активное использование методов физического моделирования и компьютерных технологий их реализации. В сообщении анализируются перспективы и способов применения этих методов для решения задачи формирования механических характеристик указанных высокоэнергетических материалов. В качестве теоретической базы используются принципы механики структурно-неоднородных сред. Формулируется физическая постановка и дается характеристика объекта исследований.

Сообщение является продолжением работы и посвящено проблеме совершенствования технологии формирования механических характеристик высокоэнергетических наполненных полимерных систем (ВНПС) с использованием активно развивающихся методов физического и математического моделирования, позволяющих установить взаимосвязь рецептурного состава и структурных параметров с реализованными эксплуатационными характеристиками.

Исследовано влияние ряда полимерных присадок и виброакустического воздействия на структурно-реологические свойства высокопарафинистой нефти. Показано, что комплексная обработка позволяет достичь синергических эффектов улучшения реологических свойств нефти. Депрессорный эффект при этом сохраняетя в течение времени, необходимого для перекачивания нефти из резервуаров и ее транспортирования для дальнейшей переработки.

Изучены реологические и поверхностные свойства полимерных композиций на основе водных растворов поливинилового спирта, карбоксиметилцеллюлозы или полиакриламида с наполнителями на базе возобновляемого природного сырья.

Рассмотрены механизмы действия полимерных присадок, влияющих на гидродинамическое сопротивление при турбулентном течении углеводородной жидкости. Разработан лабораторный метод оценки способности таких присадок снижать гидродинамическое сопротивление. Доказана возможность использования данных лабораторного эксперимента для прогноза эффективности полимерных антитурбулентных присадок в условиях транспорта углеводородных жидкостей в промышленных условиях. Рассмотрены преимущества и недостатки различных технологических способов получения полимерных антитурбулентных присадок.

Способы управления деформационно-прочностными характеристиками полимерных композитных материалов на основе рецептурных методов известны давно и широко применяются. В работе обсуждается новое направление формирования таких характеристик с помощью внесения в полимерную матрицу серии микродефектов ("мезодефектов"), позволяющих заменить всплески напряжений вокруг жестких включений, являющихся концентраторами, совокупностью осциллирующих с относительно небольшой амплитудой напряжений, что в итоге значительно улучшает деформационные характеристики композиции.

Известно влияние условий взаимодействия полимерной матрицы и дисперсного или волокнистого наполнителя на макромеханические характеристики полимерного композитного материала (ПКМ). В настоящей работе детально исследовано перераспределение напряжений в окрестности дисперсного включения в зависимости от деформационных свойств межфазного слоя.

Предложен метод определения удельной поверхности полимерных адсорбентов, основанный на измерении их равновесной адсорбционной емкости в процессе поглощения углеводородов из газовой фазы. Применимость метода для определения удельной поверхности полимерных адсорбентов изучена в сравнении с методами расчета удельной поверхности этих адсорбентов на основе интегральной теплоты адсорбции углеводородов из жидкой фазы и изотерм низкотемпературной адсорбции азота на их поверхности. Величины удельной поверхности, определенные по емкости адсорбентов и по изотерме адсорбции азота на их поверхности. Величины удельной поверхности, определенные по емкости адсорбентов и по изотерме адсорбции азота, наиболее согласуются между собой. Обсуждена причина различий значений удельной поверхности, полученных тремя независимыми методами.

Исследован процесс твердофазного фототравления поверхности меди фоточувствительными составами на основе поливинилхлорида. Установлены возможная глубина рельефа при введении в композицию различных фотосенсибилизаторов и зависимость глубины рельефа от времени экспозиции фоточувствительного слоя.

Выбраны и исследованы составы для удаления продуктов, образующихся на поверхности меди 14 класса обработки при фототралении ее полимерными фоточувствительными покрытиями. Определен состав продуктов фототравления.

Исследована сорбционная способность полученного из отходов полипропилена волокнистого материала для сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности воды. Показано, что регенерация методом центрифугирования позволяет удалить из волокнистого сорбента до 90-96 % мас. нефтепродуктов.

Предложено использовать эффект снижения гидродинамического сопротивления (оцениваемый по приращению объемного расхода полимерного раствора по сравнению с объемным расходом растворителя) как метод контроля кинетики полимеризации. По известной зависимости величины приращения расхода от концентрации рассчитывается изменение концентрации полимера во времени.

Полимерные композиты с поршневым эффектом действия предназначены для использования в трубопроводном транспорте, как в нефтепроводах, продуктопроводах, так и в водопроводах. Они используются для различных операций: очистки, обработки внутренней поверхности стенок трубопроводов, испытаний трубопроводов под давлением и т.д. Как поведут себя полимерные композиты (ПК) при отрицательных температурах, возможно ли их хранение при этих температурах и дальнейшее использование после размораживания? Влияние температуры и времени структурирования на полимерные композиции оценивали по изменению динамической вязкости, модуля упругости и адгезионной прочности, т.е. параметров, которые необходимы для движения по трубе полимерных композитов. Выбор реологических методов исследования сделан на основании достаточно высокой чувствительности к изменению структуры полимеров и ПК от времени структурообразования и температуры. Дополнительно в состав ПК был введен наполнитель в виде кварцевого песка. Исследования проводились при температурах + 20 -0 - -20 0 С, показано, что структурообразование ПК протекает с увеличением динамической вязкости всех образцов с течением времени, причем у наполненных и замороженных образцов она выше, чем у не наполненных и не замороженных. Рассмотрено влияние температуры на светопропускание исследуемых полимерных композиций. С понижением температуры происходит уменьшение прозрачности, а, следовательно, и коэффициента пропускания в видимой области спектра образцов, полученных после замораживания и последующего размораживания.

В книге обобщены результаты исследования низкочастотных вязкоупругих свойств полимерных жидкостей. Рассмотрены три способа акустического резонансного метода измерения комплексного модуля сдвига жидкостей. Показано, что низкочастотная сдвиговая упругость полимерных жидкостей является их объемным свойством. Предложена кластерная модель строения жидкости, по которой низкочастотный вязкоупругий релаксационный процесс обусловлен микронеоднородностями в структуре жидкости. Рассчитана на научных работников в области физики жидкого состояния, физики и химии полимеров, а также для студентов старших курсов и аспирантов соответствующих специальностей.

Получены пены из водных растворов поливинилового спирта двумя разными способами: диспергационным (механичеким), т.е. путем пропускания газа через пористую среду в водный раствор поливинилового спирта и конденсационным (химическим), т. е. при проведении газогенерирующей реакции непосредственно в полимерном растворе. Исследовано влияние способа формирования пены на ее устойчивость и дисперсность. Установлено, что при конденсационном способе вспенивания водного раствора поливилилового спирта азотом образуется более устойчивая и мелкодисперсная пена высокой кратности, чем при пропускании газа через полимерный раствор. После проведения химической реакции в полимерном растворе и последующего цикла замораживания-отталкивания пены из нее были сформированы пенокригели и определены значения их модуля упругости, температуры плавления и коэффициента теплопроводности.

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.

Рассмотрены влияние температуры и напряжения сдвига на объемную скорость турбулентного течения растворов полимеров в трубопроводах.

Проведены исследования водорастворимых и нефтерастворимых образцов полимеров, способных снижать гидродинамическое сопротивление турбулентных потоков. Установлена причина уменьшения величины эффекта Томса в различных условиях. Разработаны рекомендации для оптимального использования полимеров в технологиях трубопроводного транспорта.

Приведены расчеты тепломассопереноса процессов полимеризации при получении полимеров с требуемыми структурой и свойствами. Приводятся корреляционные соотношения и математические модели, определяющие параметры тепломассопереноса в зависимости от концепции, молекулярной массы и других характеристик растворов, расплавов и суспензий полимеров. Для научных и инженерно-технических работников промышленности пластмасс. Полезна преподавателям и студентам, специализирующимся в области получения и переработки полимеров.

Книга, посвященная мембранным методам разделения жидких систем, выходит в нашей стране впервые. В ней излагаются основы теории обратного осмоса, ультрафильтрации и испарения через мембрану. Рассматривается практическое применение этих методов в химической, нефтеперарбатывающей и нефтехимической, пищевой, медицинской, микробиологической и других отраслях промышленности для разделения и концентрирования растворов, очистки промышленных стоков, опреснения морских и солоноватых вод, разделения азеотропных, близкокипящих и нетермостойких смесей, смещения равновесия в химических реакторах, обезвоживания фруктовых и овощных соков, молока; при производстве и выделении биологически активных веществ, вакцин, вирусов, ферментов и т. д. Книга предназначена для инжерено-технических работников предприятий, научно-исследовательских и проектных организаций химической и других отраслей промышленности. Она может быть полезна также аспирантам и студентам старших курсов вузов.

В сборнике трудов совещания "Синтез и каталитические свойства комплексов переходных металлов, закрепленных на поверхности носителей" отражены результаты исследований, выполненных в СССР и в ряде социалистических стран, по синтезу и изучению состава и каталитических свойств комплексных соединений переходных металлов на носителях. Материалы сборника отражают практически все проблемы новой области приготовления катализаторов, включая общие вопросы синтеза и исследования нанесенных комплексов, а также использования полученных катализаторов для процессов полимеризации, олигомеризации, теломеризации, гидрирования, гидроформилирования, гидросилилирования, окислительно-восстановительных и прочих реакций.

Рассмотрено современное состояние важной области химии полимеров - химических превращений высокомолекулярных соединений. Описано влияние различных факторов на полимераналогичные превращения, их кинетику и направление реакций, проанализированы основные типы химических реакций полимеров, возможности их реализации в промышленном масштабе. Отдельная глава посвящена реакционноспособным функциональным полимерам, полимерам-катализаторам и носителям биологически активных веществ. Для научных и инженерно-технических работников, занимающихся исследованием, разработкой и применением полимеров.

Систематизированы данные о наноструктурных материалах, рассмотрены особенности их физических, химических, механических и других свойств. Описаны основные технологические приемы получения наноструктурных материалов, охарактеризованы области их применения в традиционной и новой технике, информационных и компьютерных технологиях, медицине, сельском хозяйстве, в области охраны окружающей среды. Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности "Физическое материаловедение". Может быть полезно аспирантам, инженерам и научным работникам, занимающимся вопросами физики, химии, механики и биологии наноструктурных материалов.

Труды посвящены различным аспектам сварки трудносвариваемых материалов: свариваемости, технологиям, конструированию, эксплуатации и контролю качества получаемых соединений. Материалы сборника могут быть использованы как работниками НИИ КБ, так и производственных подразделений, занимающихся применением сварных узлов разнородных металлов.

В монографии излагаются актуальные вопросы испытаний эластомеров (резин, каучуков и др.) динамическим и статическим индентированием. Систематизированы существующие стандартные методы испытаний. Анализируются различные модели, используемые для описания процесса индентирования при различных скоростях деформирования. Большое внимание уделено простановке задач динамического контактного взаимодействия испытуемый материал - индентор и их решению для определения физико-механических характеристик эластомеров. Рассмотрены перспективы развития приборов и установок для неразрушающего контроля эластомеров, а также особенности их метрологического обеспечения. Предназначена для научных и инженерно-технических работников, занимающихся вопросами контактной механики, испытаний и контроля качества эластомеров, студентов и аспирантов соответствующих специальностей.

В монографии рассмотрены основные закономерности усталостного разрушения металлических материалов с учетом современных достижений металлофизики и механики разрушения. Анализируется стадийность процесса накопления усталостных повреждений в периодах зарождения и распространения усталостных трещин. Рассмотрены теории физического предела выносливости и влияния различных факторов на циклическую прочность. Для научных работников, инженеров-материаловедов и металлургов.

Всесторонне рассмотрены как общие вопросы синтеза дисперсных систем и регулирования их коллоидно-химических свойств, так и конкретные примеры получения наиболее распространенных оксидов (SiO2, Fe2O3 и FeOOH, TiO2, ZrO2 A2O3). Отдельный раздел посвящен обзору физико-химических методов исследования состава, структуры и морфологии получаемых продуктов. Наряду с широко используемыми традиционными методами анализа (светорассеяние, седиментация и др.) приведены необходимые сведения о новых современных подходах к изучению ультрадисперсных гетерогенных систем (сканирующая зондовая микроскопия. фотонная корреляционная спектроскопия и т.д.). Текст снабжен большим количеством рисунков, наглядно иллюстрирующих материал, имеются многочисленные ссылки на литературные источники. Учебное пособие предназначено для студентов и аспирантов высших учебных заведений, углубленно изучающих основы нанотехнологий материалов. Может быть полезно для широкого круга научных работников и специалистов-практиков различных отраслей промышленности.

В монографии обобщены результаты экспериментальных исследований и численных расчетов параметров теплового разрушения материалов, описаны стенды и методы определения основных характеристик теплозащитных материалов, установлены предельные возможности поглощения подводимого тепла при прогреве и тепловом разрушении материалов; представлены сведения по материалам тепловой защиты летательных аппаратов и высокотемпературным материалам различного назначения. Для научных сотрудников и инженерно-технических работников, занятых в области тепловой защиты и высокотемпературной теплофизики. а также для аспирантов и студентов высших учебных заведений соответствующих специальностей.

Описаны современное состояние и применение нанопорошков в производстве композиционных материалов. Показаны особенности технологических процессов получения нанокомпозитов с металлической и полимерной матрицей. Рассмотрены возможные области применения нанокомпозитов в промышленности, методы контроля. Книга предназначена для инженерно-технических и научных работников отраслей, связанных с производством и применением композиционных материалов. Может быть полезна студентам и аспирантам, обучающимся по соответствующим направлениями и специальностям.

В монографии представлены результаты исследований по одному из основных научных направлений "Фундаментальные закономерности, физико-математические и структурные модели синтеза и функциональные свойства нанокристаллических частиц, материалов и покрытий" Научно-образовательного центра Томского госуниверситета "Физика и химия высокоэнергетических систем", организованного по гранту Фонда гражданских исследований и развития (CRDF) российско-американской программы "Фундаментальные исследования и высшее образование" (BRHE). Исследования посвящены проблемам синтеза наночастиц в конденсированных средах, компьютерному моделированию формирования биметаллических нанотрубок и их поведения в условиях внешних воздействий, закономерностей деформации и разрушения наноматериалов при динамическом нагружении, экспериментальным исследованиям механических свойств нанокристаллических металлических и керамических материалов при различных условиях нагружения. Для специалистов в области создания нанотехнологий и наноматериалов конструкционного назначения, а также студентов и аспирантов соответствующих специальностей.

Проведено исследование деформационного поведения крупнозернистого и субмикрокристаллического технически чистого титана. Основной особенностью поведения СМК-материала является наличие на диаграммах нагружения продолжительного участка предразрушения, где деформирование происходит практически без упрочнения. На этой стадии наблюдаются очаги локализованного пластического течения с различным уровнем накопления деформации. Очаг с максимальной амплитудой деформации неподвижен и отмечает место будущего разрушения. Остальные домены локализованной деформации движутся с тем большей скоростью, чем дальше они отстоят от места разрушения. Установлено, что в СМК-титане локальная и глобальная потеря устойчивости пластического течения еще до начала формирования макроскопической шейки, т. е. локальная потеря устойчивости происходит сравнительно рано, хотя на глобальном уровне материал продолжает деформироваться квазиоднородно. Полученные результаты могут быть использованы для корректировки режимов обработки давлением наноструктурных и субмикрокристаллических материалов.

Первый том посвящен научным основам неорганического материаловедения, что соответствует общей концепции издания, совмещающего информацию о фундаментальных принципах формирования и исследования материалов со сведениями об их свойствах, технологиях и областях применения. Впервые создан энциклопедический свод современных научных представлений о физико-химической природе твердых тел, поведении неорганических материалов под действием внешних физических полей и химических факторов, рассмотрены методы анализа, исследований и диагностики неорганических материалов. Для научных работников, инженеров, аспирантов и студентов, специализирующихся в фундаментальных и прикладных областях современного материаловедения: металлургия расплавов, порошковая металлургия, полупроводники и материалы электронной техники, специальная керамика, оптические материалы, материалы электронной техники, специальная керамика, оптические материалы, материалы ядерной техники, газофазные, плазменные, лазерные и электронно-лучевые технологии, техника высоких давлений, сварка, пайка и пр.

В монографии изложены физико-химические основы высокотемпературного взаимодействия металлических расплавов с беспористыми спеченными композиционными материалами, состоящими из тугоплавких частиц и металлической связки, описано новое явление - поглощение металлических расплавов этими материалами. Рассмотрены особенности нового вида массопереноса жидкости - миграции металлических расплавов в объеме спеченных тел. изучена термодинамика и кинетика этого процессов. Рассмотрены принципиальные различия массопереноса металлических расплавов миграцией, диффузией и пропиткой. Выведены критерии, которые позволяют определить устойчивость изолированных пор и металлических прослоек жидкости в спеченных композиционных материалах, описаны новые технологии получения спеченных изделий с градиентной структурой, изложены основные положения локального легирования спеченных изделий различными элементами. Для научных и инженерно-технических работников, занимающихся вопросами получения композиционных материалов. а также преподавателей вузов, аспирантов и студентов соответствующих специальностей.