Анотація до роботи:

Горшунов О. В. Теплофізичні властивості модифікованих епоксидних полімерів.- Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.14 - теплофізика і молекулярна фізика.- Одеський національний університет імені І. І. Мечникова, Одеса, 2007 р.

Дисертація присвячена вивченню особливостей впливу металевого наповнювача та режимів приготування на структуроутворення епоксидного полімеру на основі епоксидного олігомеру ЕД-20 отвердженого поліетиленполіамінами, його теплофізичні, механічні, фізико-хімічні, електричні властивості, стійкість матеріалу до агресивних середовищ, перебіг релаксаційних процесів, зокрема, пов’язаних з відпалюванням.

В роботі розроблена модель системи епоксидний полімер – металевий наповнювач, що грунтується на використанні узагальненого параметра структури – питомого вільного об’єму наповнювача і враховує існування в системі адсорбційного та орієнтаційного граничного шару.

Автором запропоновано метод аналізу форми максимумів на залежності dC_p/dT, що дозволяє визначати параметри процесу склування епоксидного полімеру. Показано, що процес склування епоксидних полімерів складається з двох складових: склування глобул та склування міжглобулярного простору.

На основі калориметричних та механічних досліджень наповнених композицій встановлено, що релаксація об’єму визначається структурою граничних шарів навколо частинок наповнювача. Вперше показано, що релаксація об’єму в сітчастих полімерах пов’язана з утворенням в полімерній матриці метастабільних структур.

1. Дослідження теплофізичних властивостей композиційних матеріалів на основі епоксидного полімеру наповненого дисперсними металами, проведені незалежними методами, дозволили розкрити вплив металевого наповнювача на їх теплофізичні, механічні та електричні властивості.

2. Вимірювання твердості, мікротвердості та дослідження набухання в агресивних середовищах свідчать, що недоотверджені зразки епоксидного полімеру мають кращі характеристики в порівнянні з повністю отвердженими зразками.

3. На основі дослідження набухання та питомої теплоємності композиційних матеріалів після експозиції в агресивних середовищах встановлено, що зміна властивостей матеріалу зумовлена антипластифікацією полімерної матриці молекулами агресивного середовища.

4. З’ясовано, що розчин HNO₃ хімічно взаємодіє з епоксидним полімером, спричиняючи розрив хімічних зв’язків. Нагрівання системи та переведення її у високоеластичний стан призводить до повторного зшивання та відновлення сітки хімічних зв’язків.

5. Розроблена модель системи епоксидний полімер – металевий наповнювач, що дозволила врахувати існування в системі адсорбційного та орієнтаційного граничного шару. Модель дозволила пояснити всі особливості зміни властивостей ПКМ при зміні концентрації наповнювача.

6. Проведення досліджень температурно-частотних залежностей комплексного модуля зсуву та аналіз температурної залежності питомої теплоємності дозволили виявити в епоксидному полімері групи релаксаційних процесів. Визначені параметри U_i, B_i релаксаційних процесів.

7. Запропоновано метод аналізу форми максимумів на залежності dC_p/dT, що дозволяє достовірно визначати параметри процесу склування епоксидного полімеру. Застосування методу показало, що процес склування епоксидних полімерів завжди складається з двох складових: склування глобул та склування міжглобулярного простору (що складає значну частину орієнтаційного граничного шару).

8. Калориметричні дослідження модифікованих епоксидних полімерів після низькотемпературного (T < T_с) відпалювання показали, що введення реакційноздатного епоксиетерного олігомеру в епоксидний полімер на стадії хімічного формування дозволяє регулювати в широких межах його властивості.

9. На основі калориметричних та механічних досліджень наповнених композицій встановлено, що релаксація об’єму визначається структурою граничних шарів навколо частинок наповнювача. Вперше показано, що релаксація об’єму в сітчастих полімерах пов’язана з утворенням в полімерній матриці метастабільних структур. Енергія утворення і руйнування таких структур в сітчастих полімерах набагато більша ніж в інших аморфних полімерах.

ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ: B_i - передекспонента в рівнянні Больцмана-Арреніуса для i–го релаксаційного процесу, C_p - питома теплоємність при сталому тиску, G` - динамічний модуль зсуву, tg д - тангенс кута механічних втрат, T_i - температура i–го процесу, T_с - температура склування, U_i - енергія активації i–го процесу, w - швидкість нагрівання, ц_с - поріг перколяції, ЕП - епоксидний полімер, епоксидні полімери, ПВОН - питомий вільний об’єм наповнювача, ПКМ - полімерний композиційний матеріал, ПМ - полімерна матриця.

Публікації автора:

1. Шут М. І., Горшунов О. В., Січкар Т. Г. Низькотемпературне відпалювання композиційних матеріалів на основі епоксидних полімерів // Полімерний журнал.- 2006.- Т.28, №3.- С. 209-213.

2. Горшунов А. В., Сичкарь Т. Г., В. П. Гордиенко Теплофизические свойства полимерных композиционных материалов на основе эпоксидного олигомера ЭД-20 // Пласт. массы.- 2006. - № 6. – С. 10-12.

3. Шут М. І., Горшунов О. В., Січкар Т. Г. Стійкість металовмісних композиційних матеріалів на основі епоксидного полімеру в агресивних середовищах // Полімерний журнал.- 2006.- Т.28, №4.- С. 314-320.

4. Горшунов О. В., Січкар Т. Г., Шут М. І. Граничні шари в металонаповнених епоксидних композиціях // Вісник Київського університету, Сер. фізико-математичні науки.- 2006.- № 1.- С. 345-354.

5. Шут Н. И., Горшунов О. В., Сичкарь Т. Г. Влияние агрессивных сред на структуру металлосодержащих композиционных материалов на основе эпоксидного полимера // Пласт. массы.- 2006.- №11.- С. 15-19.

6. Січкар Т. Г., Горшунов О. В., Шут М. І. Вплив металевого наповнювача на теплофізичні властивості полімерної матриці в композиціях на основі епоксидного полімеру // Науковий часопис НПУ імені М. П. Драгоманова. Серія 1. Фізико-математичні науки.- Київ: НПУ імені М. П. Драгоманова.- 2004.- 4.- С. 6-16.

7. Горшунов О. В., Січкар Т. Г. Визначення релаксаційних характеристик процесу склування із аналізу форми калориметричних кривих // Фізика конденсованих високомолекулярних систем. Наукові записки Рівненського державного гуманітарного університету.- Випуск 11.- Рівне: РДГУ, 2005.- С. 57-60.

8. Горшунов О.В., Мірошниченко С.М., Січкар Т.Г. Особливості технології наповнених епоксидних композицій // Наукові записки НПУ імені М. П. Драгоманова. Фізико-математичні науки.- Київ: НПУ імені М. П. Драгоманова.- 2003.- 4.- С. 19-23.

9. Січкар Т. Г., Горшунов О. В., Касперський А. В. Вплив модифікуючих добавок на теплофізичні властивості полімерів в процесі отвердження // Фізика конденсованих високомолекулярних систем. Наукові записки Рівненського державного гуманітарного університету.- Випуск 10.- Рівне: РДГУ, 2004.- С. 95-97.

10. Горшунов О. В. Форма ідеального максимуму процесу склування на кривій dCp/dT // Науковий часопис НПУ імені М. П. Драгоманова. Серія 1. Фізико-математичні науки.- Київ: НПУ імені М. П. Драгоманова.- 2004.- 4.- С. 17-20.

11. Калориметрический способ определения комплекса релаксационных характеристик эпоксидных полимеров / Т.Г. Сичкарь, Л.К. Янчевский, А.В. Горшунов, Н.И. Шут // Вопр. химии и хим. технологии. - 2004. - № 1.- С. 228-231.

12. Високонаповнений композиційний матеріал на основі епоксидного полімеру / Січкар Т. Г., Горшунов О. В., Сіпій В. В., Шут М. І. // Збірник наукових праць Полтавського державного педагогічного університету імені В. Г. Короленка.-Випуск 6 (33).- Полтава.- 2003. - С. 3-8.

13. Шут М. І., Січкар Т. Г., Горшунов О. В. Теплопровідність модифікованих епоксидних полімерів // Дисперсные системы. XXII научная конференция стран СНГ. Тезисы докладов. Украина, Одесса, 18-22 сентября 2006 г.- Одесса: Астропринт, 2006.- С. 367-368.

14. Вплив мікророзмірних наповнювачів на теплофізичні властивості полімерних композиційних матеріалів / Горшунов О. В., Шут М. І., Січкар Т. Г., Рокицький М. О. // Всеукраїнський зїзд "Фізика в Україні". Тези доповідей. В 866 Україна, Одеса, 3-6 жовтня 2005 р.- Одеса: Астропринт, 2005.- C. 92.

15. Калориметр для определения релаксационных параметров полимеров / Шут Н. И., Сичкарь Т. Г., Янчевский Л. К., Горшунов А. В., Рокицкий М. А., Кириллов Д. В., Мирошниченко С. Н. // Тезисы IV Международной конференции «Проблемы промышленной теплотехники», 26 - 30 сентября 2005 г. Киев, Украина.- С. 368-369.

16. Горшунов О. В., Січкар Т. Г. Теплофізичні властивості композицій на основі модифікованої епоксидної діанової смоли // Десята українська конференція з високомолекулярних сполук. Тези доповідей.- К.- 2004.- С. 103.

17. Горшунов О. В. Релаксація ентальпії в сітчастих епоксидних полімерах // V українська конференція молодих вчених з високомолекулярних сполук.- 2003.- С. 56.

18. Взаємозвязок теплофізичних властивостей та релаксаційних поцесів / Шут М. І., Січкар Т. Г., Василенко С. Л., Музиченко Ю. В., Горшунов О. В. // Матеріали міжнародної науково-практичної конференції "Структурна релаксація в твердих тілах" 13-15 травня 2003 р. Вінниця Україна.- С. 193-194.