Надмолекулярное строение в высокоориентированных полимеров и влияние морфологии на характеристики механических свойств.

Размеры и степени упорядоченности вторичных надмолекулярных структур, которые возникли около частиц наполнителя, существенно отличны от молекулярных структур ненаполненного полимера. Обнаруженные закономерности в изменении свойств и морфологии надмолекулярных структур оказались справедливыми и для фурановых смол, несмотря на уникальную особенность фурановой смолы - в молекуле ее совместно с карбонильными группами, которые способнына специфическое взаимодействие с поверхностью наполнителя, содержатся фураиовые кольца.Дальнейшие более детальные исследования олигомерной системы из фурановых и других смол позволили установить важные закономерности в изменении физико-механических свойств их и надмолекулярной структуры материалов, на основе этих смол в присутствии опять же наполнителей, таких как кварцевая мука, андезит и другие. Что позволило выявить факт активности наполнителей к этим смолам и способности вступать с ними в специфические взаимодействия, в результате которых появлялись соединения с присутствие в них ковалентных или водородных связей, а также более прочных надмолекулярных структур, чем в обычном полимере. Вследствие этого такие наполненные системы всегда разрушаются в объеме полимера с сохранением около частицы наполнителя полимерного чехла.Установленные закономерности, способствующие изменению свойств полимеров из олигомерных систем в присутствии активных наполнителей, явились общими и существенно зависели от концентрации наполнителя. С другой стороны было обнаружено преобладание глобулярных структур. А ведь именно такие структуры оказали существенное влияние на физико-механические свойства полимерных композиций.При увеличении температуры формования до 80°С глобулярные образования в системе обладают значительно меньшим диаметром, чем в случаях отверждения, происходящих при 20°С. Уменьшение размера структурных элементов, происходящих при температурах, достигших 80°С, в процессе отверждения сопровождаются также возрастанием жесткости и увеличением усадочного напряжения, по сравнению с системами, отверждение которых протекает при 20°С.По-другому происходят процессы структурообразоваия, наблюдаемые в образцах мастик ФАМ, наполнителем в которых служит графит, способствующий существенному снижению усадочных внутренних напряжений при массовой доле содержания его в системе равной 100% и более.Графит, имеющий ярко выраженную пластинчатую форму, присутствует при в процессах отверждения фурановой смолы ФАМ и сопровождает ориентацию крупных структурных элементов по направлению вдоль частичек наполнителя с возникновением сетчатой густой структуры, которая увеличивается при повышении степени наполнения. Частицы графита, имея пластинчатое строение, способствуют протеканиюпроцессов образования вблизи их поверхности фибриллярной структуры, которая ориентируется вдоль поверхности частиц наполнителя. Что в свою очередь может привести не только к параллельной укладке фибрилл относительно друг друга, но и к укладке фибрилл подобным образом в последующих слоях полимера, которые находятся на удалении от поверхности наполнителя. Размеры надмолекулярных структур, образованных подобным способом, в 10—100 раз больше, чем в мастиках, в которых использованы активные наполнители.Частицы графита, не являясь центрами образования вторичных надмолекулярных структур, способствуют лишь параллельной укладке друг относительнодруга структурных элементов полимера. Рис. 4. Фибриллярная структура полимеров (Кристаллизация. Кристаллическая и аморфная фазы в полиэтилене - onlinepresentation (ppt-online.org)Графит имеет более низкие адгезионные связи с фурановыми смолами по сравнению с активными наполнителями, а значит, и более эластичную надмолекулярную структуру, обусловленную сравнительно низкими усадочными напряжениями в таких соединениях.В связи с этим, можно сделать очень важный и практически доказанный опытным путем вывод о том, что при введении определенного количества графитовой муки в состав полимербетонов, которые содержат активные наполнители, возможно, достичь существенного снижения внутренних напряжений. Результаты экспериментальных исследований неоднократно показывали и доказывали тот факт, что у полимербетонов, которые содержат в качестве наполнителя кварцевую или андезитовую муку, введение 5% по общей массе графитовой муки способствует снижению внутреннего напряжения на 25—30% при неизменности исходных прочностных характеристик.Полученные данные свидетельствуют о том, что увеличение наполненных композиций из олигомерных систем может быть достигнуто путем создания в них однородной упорядоченной надмолекулярной структуры, которая способна обеспечить частичную релаксацию внутренних напряжений до начала и в процессе полимеризации [4].Подводя итог, отметим, что физико-механические и химические свойства полимерных композиций могут изменяться в широких пределах путем направленного изменения морфологии надмолекулярных структур и степени завершенности пространственной сшивки полимерного связующего.Список литературыМатериалы международной конференции на тему «Перспективные материалы с иерархической структурой для новых технологий и надежных конструкций» от 19 - 23 сентября 2016 г. Томск, Россия.В. А. Каргин. Проблемы науки о полимерах: Избр. тр./ АН СССР. Науч. совет по высокомолекуляр. соединениям. Ин-т нефтехим. синтеза им. А. В. Топчиева. М.: Наука, 1986, 277 с.Манушин В.И., Никольский К.С., Минскер К.С., Колесов С.В. Целлюлоза, сложные эфиры целлюлозы и пластические массы на их основе. Владимир, Полимерсинтез, 2002, 107 с.Аверко-Антонович И.Ю., Бикмуллин Р.Т. "Методы исследования свойств полимеров: Учеб. пособие" Казань:КГТУ, 2002. 604 с.Интернет ресурс – (https://www.chem21.info/info/901229/ ) (дата обращения 18.05.2021)Интернет ресурс –(https://www.chem21.info/info/901229/), (дата обращения 18.05.2021)Интернет-ресурс – (https://myslide.ru/presentation/gibkocepnye-a--zhestkocepnye-b--polimery-zhktipa-s-mezogennymi-zvenyami), (дата обращения 18.05.2021)Интернет-ресурс (Кристаллизация. Кристаллическая и аморфная фазы в полиэтилене - onlinepresentation (ppt-online.org)), (дата обращения 18.05.2021).