Введение 8
1. Обзор литературы 9
2. Методика эксперимента 25
3. Результаты и их обсуждение 32
3.1 Характеристики нанопорошков 32
3.2 Деагломерация наночастиц 33
3.3 Механические свойства эпоксидной смолы модифицированной 37 наночастицами оксидов алюминия различной морфологией
4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и 42
ресурсосбережение
5. Социальная ответственность 62
Выводы 83
Список используемых источников 84
Приложение А Обзор литературы (на немецком языке) 90
На сегодняшний день перспективным направлением применения наночастиц является модификация полимеров с целью улучшения их характеристик. Таким образом, появляется новый класс материалов - полимерные нанокомпозиты (ПНК).
Наиболее простым и экономичным способом производства таких материалов является смешивание полимера в жидком состоянии с наноразмерной фазой и последующая полимеризация полученного композита.
В последние десятилетия ПНК являются предметом интенсивных исследований. Большой интерес к изучению данных систем можно объяснить тем, что в отличие от немодифицированных полимеров, образованный нанокомпозит (гибридный композит) обладает повышенными механическими свойствами, более высокой термостабильностью, а так же возможностью придавать созданным материалам дополнительные функциональные свойства, такие как электро - и теплопроводность, флюоресцентные, оптические, каталитические, свойства супермагнетизма, и другие [1, 2]. Такие материалы уже используют в биотехнологии и медицине, энергетике, строительстве, производстве упаковочных материалов, микроэлектронике, оптике и оптоэлектронике, катализе, сенсорных устройствах и других областях. ПНК применяются и в авиаракетостроении при производстве шпангоутов, топливных баков, обтекателей и так далее. Доля ПНК составляет 1,5% в денежном эквиваленте от общего мирового рынка материалов. Так, доля углепластиков, на основе эпоксидных связующих, в конструкциях современной авиатехники, составляет 30-35%.
В связи со сказанным выше, полимеры, содержащие в своей сетке органический полимер и неорганические наноразмерные включения, могут быть отнесены к перспективным нанокомпозитным материалам.
1. . Ультразвуковое воздействие при частоте излучения 22 кГц в течении 15 мин. позволяет достаточно эффективно разрушать агломераты нанопластинок, нановолокон и нанолистов
2. Обработка ультразвуком приводит к разрушению агрегатов и позволяет распределить наночастицы в эпоксидной матрице относительно равномерно. Обработка наночастиц поверхностно активным веществом 8 - оксихинолином позволяет создать на их поверхности промежуточный слой, который, с одной стороны, прочно связан с поверхностью наночастицы, с другой - смачивается полимером.
3. С увеличением концентрации агломератов нанолистов и нановолокон в ЭС с 0.3 вес. % до 1 вес. % наблюдается снижение разрывной прочности полимерного нанокомпозита от 34 МПа до27 МПа и от 44МПа до 32МПа соответственно
4. С увеличением концентрации нанопластин в ЭС с 0.3 вес. % до
0. 6 вес. % наблюдается увеличение разрывной прочности полимерного нанокомпозита от 33 МПа до 35 МПа. При концентрации нанопласинок более 1 вес. % разрывная прочность нанокомпозита снижается
5. Максимальная прочность 44 МПа полимерного нанокомпозита достигается при модификации ЭС сферическими наночастицами при 3 вес. %
6. Увеличение адгезионного предела прочности образцов, модифицированных наночастицами связано, вероятно, с увеличением силы взаимодействия между адгезивом и субстратом, вследствие образования полярных функциональных групп. При модифицировании эпоксидных смол следует учитывать не только форму наночастиц, но и равномерность распределения частиц в объеме, а так же их агломерированность материала.
