📄Работа №210932
Тема: Модификация полимерных композитов углеродными нанотрубками
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
химия
Объем:
74 листов
Год:
2021
Просмотров:
24
4740
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 10
1 КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И УГЛЕРОДНЫЕ НАНОТРУБКИ
(обзор литературы) 11
1.1 Характеристика композиционных материалов и их классификация 11
1.2 Полимерные композиционные материалы 14
1.2.1 Термореактивные полимеры 14
1.2.1.1 Эпоксидные смолы 16
1.2.1.2 Феноло-альдегидные смолы 18
1.2.2 Термопластичные полимеры 21
1.2.3 Применение полимерных композитных материлов 22
1.2.4 Достоинства и недостатки ПКМ 24
1.4 Основные сведения об углеродных нанотрубках. Характеристика УНТ.... 24
1.5 Свойства углеродных нанотрубок 26
1.6 Области применения углеродных нанотрубок 27
1.7 Функционализация УНТ 28
1.7.1 Жидкофазная функционализация 29
1.8 Обзор данных исследований по введению углеродных нанотрубок в
полимер-композиционные материалы 31
2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 36
2.1 Объекты исследования 36
2.2 Методы получения образцов для исследования 37
2.2.1 Метод получения подложек с катализаторами для синтеза углеродных
нанотрубок 37
2.2.2 Синтез углеродных нанотрубок пиролизом ацетилена 38
2.2.3 Функционализация углеродных нанотрубок 40
2.2.4 Получение полимерных композитов 41
2.3 Методы исследования 42
2.3.1 Метод электронной микроскопии 42
2.3.2 Метод испытания на статический изгиб (прочность и модуль упругости) 45
2.3.2.1 Сущность метода 45
2.3.2.2 Подготовка образцов 46
2.3.2.3 Проведение испытания 46
2.3.3 Метод испытания на износостойкость поверхности 46
2.3.3.1 Сущность метода 46
2.3.3.2 Подготовка образцов 47
2.3.3.3 Проведение испытания 47
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ И
ВЫВОДЫ 47
3.1 Результаты исследований, проведенных на электронном микроскопе 47
3.2 Результаты испытаний на статический изгиб 48
3.3 Результаты испытаний на износостойкость 50
4 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 52
4.1 Сетевое планирование 52
4.2 Расчет затрат на проведение ВКР 59
5 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 63
5.1 Общая характеристика научно-исследовательской лаборатории 63
5.2 Состав вредных и опасных факторов 64
5.3 Мероприятия по обеспечению безопасных условий труда 64
5.3.1 Охрана труда при работе в химической лаборатории 64
5.3.2 Вредные вещества 66
5.3.3 Вентиляция 68
5.3.4 Освещенность 68
5.3.5 Шум 71
5.3.6 Электробезопасность 72
5.3.7 Пожарная безопасность 73
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 75
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 76
ВВЕДЕНИЕ 10
1 КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И УГЛЕРОДНЫЕ НАНОТРУБКИ
(обзор литературы) 11
1.1 Характеристика композиционных материалов и их классификация 11
1.2 Полимерные композиционные материалы 14
1.2.1 Термореактивные полимеры 14
1.2.1.1 Эпоксидные смолы 16
1.2.1.2 Феноло-альдегидные смолы 18
1.2.2 Термопластичные полимеры 21
1.2.3 Применение полимерных композитных материлов 22
1.2.4 Достоинства и недостатки ПКМ 24
1.4 Основные сведения об углеродных нанотрубках. Характеристика УНТ.... 24
1.5 Свойства углеродных нанотрубок 26
1.6 Области применения углеродных нанотрубок 27
1.7 Функционализация УНТ 28
1.7.1 Жидкофазная функционализация 29
1.8 Обзор данных исследований по введению углеродных нанотрубок в
полимер-композиционные материалы 31
2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 36
2.1 Объекты исследования 36
2.2 Методы получения образцов для исследования 37
2.2.1 Метод получения подложек с катализаторами для синтеза углеродных
нанотрубок 37
2.2.2 Синтез углеродных нанотрубок пиролизом ацетилена 38
2.2.3 Функционализация углеродных нанотрубок 40
2.2.4 Получение полимерных композитов 41
2.3 Методы исследования 42
2.3.1 Метод электронной микроскопии 42
2.3.2 Метод испытания на статический изгиб (прочность и модуль упругости) 45
2.3.2.1 Сущность метода 45
2.3.2.2 Подготовка образцов 46
2.3.2.3 Проведение испытания 46
2.3.3 Метод испытания на износостойкость поверхности 46
2.3.3.1 Сущность метода 46
2.3.3.2 Подготовка образцов 47
2.3.3.3 Проведение испытания 47
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ И
ВЫВОДЫ 47
3.1 Результаты исследований, проведенных на электронном микроскопе 47
3.2 Результаты испытаний на статический изгиб 48
3.3 Результаты испытаний на износостойкость 50
4 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 52
4.1 Сетевое планирование 52
4.2 Расчет затрат на проведение ВКР 59
5 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 63
5.1 Общая характеристика научно-исследовательской лаборатории 63
5.2 Состав вредных и опасных факторов 64
5.3 Мероприятия по обеспечению безопасных условий труда 64
5.3.1 Охрана труда при работе в химической лаборатории 64
5.3.2 Вредные вещества 66
5.3.3 Вентиляция 68
5.3.4 Освещенность 68
5.3.5 Шум 71
5.3.6 Электробезопасность 72
5.3.7 Пожарная безопасность 73
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 75
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 76
📖 Введение
Для совершенствования современной техники требуются новые конструкционные материалы, преобладающие по различным свойствам над классическими. К наиболее перспективным конструкционным материалам относятся полимерные материалы. Возможности таких материалов чрезвычайно широки за счет разнообразия полимеров и наполнителей, неисчерпаемого разнообразия составов композитов на их основе и способов их модификации.
На сегодняшний день, полимерные композиты, которые содержат разного происхождения нанодобавки, активно изучаются многими университетами и научными организациями [1 - 6]. В частности, особый интерес вызывают
углеродные нанотрубки, которые можно использовать как модифицирующие добавки [7, 8], так как они обладают исключительными физико-химическими свойствами [9-11].
Целью представленной работы является исследование изменений свойств полимерных материалов, модифицированных углеродными нанотрубками.
В рамках поставленной цели были выполнены следующие задачи: изучены теоретические основы технологии композиционных материалов и, в частности, полимеров, рассмотрены методы получения, структура и свойства УНТ; выполнен обзор литературных данных по введению углеродных нанонаполнителей в полимерные материалы; синтезированы углеродные нанотрубки, выполнен их электронномикроскопический анализ и проведена их функционализация; исследованы прочностные свойства полимеров на статический изгиб (прочность и модуль упругости); выполнен анализ полученных данных, сделаны выводы по их влиянию на свойства полимеров.
На сегодняшний день, полимерные композиты, которые содержат разного происхождения нанодобавки, активно изучаются многими университетами и научными организациями [1 - 6]. В частности, особый интерес вызывают
углеродные нанотрубки, которые можно использовать как модифицирующие добавки [7, 8], так как они обладают исключительными физико-химическими свойствами [9-11].
Целью представленной работы является исследование изменений свойств полимерных материалов, модифицированных углеродными нанотрубками.
В рамках поставленной цели были выполнены следующие задачи: изучены теоретические основы технологии композиционных материалов и, в частности, полимеров, рассмотрены методы получения, структура и свойства УНТ; выполнен обзор литературных данных по введению углеродных нанонаполнителей в полимерные материалы; синтезированы углеродные нанотрубки, выполнен их электронномикроскопический анализ и проведена их функционализация; исследованы прочностные свойства полимеров на статический изгиб (прочность и модуль упругости); выполнен анализ полученных данных, сделаны выводы по их влиянию на свойства полимеров.
✅ Заключение
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы:
1) выполнен обзор литературных данных по структуре, свойствам и применении углерод-углеродных и полимерных композиционных материалов, а также обзор данных о строении и свойствах УНТ;
2) синтезированы углеродные нанотрубки методом пиролиза ацетилена в трубчатой печи, контактирующего со слоем никелиевого катализатора, исследована морфология нанотрубок методом электронной миикроскопии и проведена их функционализация;
3) изучена и освоена методика изготовления образцов ПКМ, соответствующих требованиям для испытаний на статический изгиб и износостойкость;
4) получены два вида полимеров: с добавлением УНТ и без добавления УНТ;
5) по результатам испытаний на статический изгиб установлено, что добавление функционализированных углеродных нанотрубок в состав полимеров, оказывает положительное влияние на прочность и упругость материала; прирост показателя прочности (изгибающее напряжение при изгибе) составил 25,62%; прирост модуля упругости составил 7,6%;
6) установлено, что добавление фунционализированных нанотрубок в полимеры улучшает износостойкость поверхности материала; прирост составил 25,62%.
1) выполнен обзор литературных данных по структуре, свойствам и применении углерод-углеродных и полимерных композиционных материалов, а также обзор данных о строении и свойствах УНТ;
2) синтезированы углеродные нанотрубки методом пиролиза ацетилена в трубчатой печи, контактирующего со слоем никелиевого катализатора, исследована морфология нанотрубок методом электронной миикроскопии и проведена их функционализация;
3) изучена и освоена методика изготовления образцов ПКМ, соответствующих требованиям для испытаний на статический изгиб и износостойкость;
4) получены два вида полимеров: с добавлением УНТ и без добавления УНТ;
5) по результатам испытаний на статический изгиб установлено, что добавление функционализированных углеродных нанотрубок в состав полимеров, оказывает положительное влияние на прочность и упругость материала; прирост показателя прочности (изгибающее напряжение при изгибе) составил 25,62%; прирост модуля упругости составил 7,6%;
6) установлено, что добавление фунционализированных нанотрубок в полимеры улучшает износостойкость поверхности материала; прирост составил 25,62%.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.