Мікрогетерогенна структура композитів на основі епоксидної смоли та оксиду Fe(ІІІ) або Аl(III).
Досліджено структуру композитів на основі епоксидної смоли ЕД-20 та одного з оксидів металів (Аl2O3, Fe2O3) або суміші ПАн і одного оксиду металу, взятих в однаковій кількості. Встановлено залежність процесів структуроутворення у композитах від типу атомів металу в оксидах. Показано, що при однакові...
Збережено в:
| Дата: | 2008 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Інститут хімії високомолекулярних сполук НАН України
2008
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/7305 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Мікрогетерогенна структура композитів на основі епоксидної смоли та оксиду Fe(III) або Al(III) / В.І. Штомпель, В.Л. Демченко, В.О. Віленський, Ю.Ю. Керча // Полімер. журн. — 2008. — Т. 30, № 3. — С. 233-238. — Бібліогр.: 13 назв. — укp. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859608793754632192 |
|---|---|
| author | Штомпель, В.І. Демченко, В.Л. Віленський, В.О. Керча, Ю.Ю. |
| author_facet | Штомпель, В.І. Демченко, В.Л. Віленський, В.О. Керча, Ю.Ю. |
| citation_txt | Мікрогетерогенна структура композитів на основі епоксидної смоли та оксиду Fe(III) або Al(III) / В.І. Штомпель, В.Л. Демченко, В.О. Віленський, Ю.Ю. Керча // Полімер. журн. — 2008. — Т. 30, № 3. — С. 233-238. — Бібліогр.: 13 назв. — укp. |
| collection | DSpace DC |
| description | Досліджено структуру композитів на основі епоксидної смоли ЕД-20 та одного з оксидів металів (Аl2O3, Fe2O3) або суміші ПАн і одного оксиду металу, взятих в однаковій кількості. Встановлено залежність процесів структуроутворення у композитах від типу атомів металу в оксидах. Показано, що при однаковій концентраційній залежності ефективного розміру (lp) мікрообластей гетерогенності, що формуються у композитах, і температури прояву сегментальної рухливості (Тс) міжвузлових молекулярних ланок полімерної матриці, абсолютна величина цих структурних параметрів значно менша у композитах з Аl2O3 порівняно з композитами на основі Fe2O3. У композитах з ПАн структурні зміни виявлено тільки при використанні Fe2O3: величина lp зменшується вдвічі порівняно з композитами на основі самого оксиду заліза.
Исследованная структура композитов на основе эпоксидной смолы ЭД-20 и одного из оксидов металлов (Аl2O3, Fe2O3) или смеси ПАн и одного оксида металла, взятых в одинаковом количестве. Установленная зависимость процессов структурообразования в композитах от типа атомов металла в оксидах. Показано, что при одинаковой концентрационной зависимости эффективного размера (lp) микрообластей гетерогенности, которые формируются в композитах, и температуры проявления сегментальной подвижности (Тс) межузловых молекулярных звеньев полимерной матрицы, абсолютная величина этих структурных параметров значительно меньше в композитах с Аl2O3 по сравнению с композитами на основе Fe2O3. В композитах с ПАн структурные изменения выявлены только при использовании Fe2O3: величина lp уменьшается в 2 раза по сравнению с композитами на основе оксида железа.
The structure of composites was investigated on a basis epoxy resin and one of metal oxides (Al2O3, Fe2O3) or the blend PAn and one oxide of the metal, taken in identical quantity. The processes of structurization in composites were established as dependence from type of atoms of metal in oxides. It is shown, that under identical concentration dependence of the effective size lp microareas of heterogeneity which are formed in composites, and temperatures of display of segmental mobility Tg of intercentral molecular links of a polymeric matrix, the absolute size of these structural parametres is considerably smaller in composites with Al2O3, comparing with composites on the basis of Fe2O3. The structural changes of composites with the Pan were revealed only under the usage Fe2O3: the lp size becomes in 2 times smaller, comparing with iron oxide composites.
|
| first_indexed | 2025-11-28T08:54:34Z |
| format | Article |
| fulltext |
Ïîë³ìåðíèé æóðíàë, 2008. Ò.30 ¹3. Ñ. 233-238
© 2008 Â.². Øòîìïåëü, Â.Ë. Äåì÷åíêî, Â.Î. ³ëåíñüêèé, Þ.Þ. Êåð÷à 233
ÓÄÊ 678.01 : 539.2
̳êðîãåòåðîãåííà ñòðóêòóðà êîìïîçèò³â íà îñíîâ³
åïîêñèäíî¿ ñìîëè òà îêñèäó Fe(²²²) àáî Àl(III)
Â.². Øòîìïåëü, Â.Ë. Äåì÷åíêî, Â.Î. ³ëåíñüêèé, Þ.Þ. Êåð÷à
²íñòèòóò õ³ì³¿ âèñîêîìîëåêóëÿðíèõ ñïîëóê ÍÀÍ Óêðà¿íè
48, Õàðê³âñüêå øîñå, Êè¿â, 02160, Óêðà¿íà
Äîñë³äæåíî ñòðóêòóðó êîìïîçèò³â íà îñíîâ³ åïîêñèäíî¿ ñìîëè ÅÄ-20 òà îäíîãî ç îêñèä³â ìåòàë³â
(Àl2O3, Fe2O3) àáî ñóì³ø³ ÏÀí ³ îäíîãî îêñèäó ìåòàëó, âçÿòèõ â îäíàêîâ³é ê³ëüêîñò³. Âñòàíîâëåíî
çàëåæí³ñòü ïðîöåñ³â ñòðóêòóðîóòâîðåííÿ ó êîìïîçèòàõ â³ä òèïó àòîì³â ìåòàëó â îêñèäàõ.
Ïîêàçàíî, ùî ïðè îäíàêîâ³é êîíöåíòðàö³éí³é çàëåæíîñò³ åôåêòèâíîãî ðîçì³ðó (lp) ì³êðîîáëàñòåé
ãåòåðîãåííîñò³, ùî ôîðìóþòüñÿ ó êîìïîçèòàõ, ³ òåìïåðàòóðè ïðîÿâó ñåãìåíòàëüíî¿ ðóõëèâîñò³
(Òñ) ì³æâóçëîâèõ ìîëåêóëÿðíèõ ëàíîê ïîë³ìåðíî¿ ìàòðèö³, àáñîëþòíà âåëè÷èíà öèõ ñòðóêòóðíèõ
ïàðàìåòð³â çíà÷íî ìåíøà ó êîìïîçèòàõ ç Àl2O3 ïîð³âíÿíî ç êîìïîçèòàìè íà îñíîâ³ Fe2O3. Ó
êîìïîçèòàõ ç ÏÀí ñòðóêòóðí³ çì³íè âèÿâëåíî ò³ëüêè ïðè âèêîðèñòàíí³ Fe2O3: âåëè÷èíà lp
çìåíøóºòüñÿ âäâ³÷³ ïîð³âíÿíî ç êîìïîçèòàìè íà îñíîâ³ ñàìîãî îêñèäó çàë³çà.
ßê â³äîìî, äëÿ äîñÿãíåííÿ çàäàíèõ âëàñòèâîñòåé
ÿê ë³í³éíèõ, òàê ³ ñ³ò÷àñòèõ ïîë³ìåð³â íàéïðîñò³øèì
ìåòîäîì º ñòâîðåííÿ íà ¿õ îñíîâ³ ñóì³øåé ³ç ïîë³ìå-
ðàìè ³íøî¿ ïðèðîäè ÷è êîìïîçèò³â øëÿõîì ââåäåííÿ
íàïîâíþâà÷³â ð³çíîãî òèïó (ïîëÿðíèõ, çäàòíèõ äî
âçàºìî䳿 ç ïîë³ìåðíîþ ìàòðèöåþ, àáî íåïîëÿðíèõ,
³íåðòíèõ ùîäî ìàòðè÷íîãî ïîë³ìåðó) [1, 2]. Ðàí³øå
áóëî ïîêàçàíî, ùî åôåêòèâíèì ìåòîäîì âïëèâó íà
ô³çèêî-ìåõàí³÷í³ âëàñòèâîñò³ ïîë³ìåð³â º ñòâîðåííÿ
íà ¿õ îñíîâ³ êîìïîçèò³â ³ç ñîëÿìè [3, 4] àáî îêñèäàìè
[5] ìåòàë³â ð³çíî¿ âàëåíòíîñò³. ßêùî ïðîöåñè ñòðóê-
òóðîóòâîðåííÿ â îá’ºì³ ïîëÿðíèõ ïîë³ìåð³â ë³í³éíî¿
÷è ñ³ò÷àñòî¿ áóäîâè, ìîäèô³êîâàíèõ ñîëÿìè ìåòàë³â
ð³çíî¿ âàëåíòíîñò³, íà äàíèé ÷àñ çíà÷íîþ ì³ðîþ âèâ-
÷åí³ [6], òî ïèòàííÿ ïðî ñòðóêòóðíèé ñòàí ïîë³ìåð³â,
íàïîâíåíèõ îêñèäàìè ìåòàë³â, çàëèøàºòüñÿ â³äêðè-
òèì.
Ó çâ’ÿçêó ç öèì ñòàâèëîñÿ çà ìåòó âèâ÷èòè ñòðóê-
òóðó êîìïîçèò³â, îòðèìàíèõ íà îñíîâ³ ïîë³ìåðó ñ³ò÷àñ-
òî¿ áóäîâè òà òîíêîäèñïåðñíîãî ïîðîøêó îäíîãî ç
îêñèä³â òðèâàëåíòíèõ ìåòàë³â.
Åêñïåðèìåíòàëüíà ÷àñòèíà
Äîñë³äæåííÿ ïðîâîäèëè íà ïðèêëàä³ êîìïîçèò³â,
îòðèìàíèõ íà îñíîâ³ åïîêñèäíî¿ ñìîëè ÅÄ-20 (ÃÎÑÒ
10577-84, âèðîáíèê Ðîñ³ÿ), ÿêó îòâåðä³âàëè òðèåòè-
ëåíòåòðàì³íîì (âèðîáíèê çàâîä „Ð²ÀÏ“, Óêðà¿íà).
Åïîêñèäíó ñìîëó (ÅÑ) âèêîðèñòîâóâàëè áåç äîäàòêî-
âî¿ îáðîáêè, à òðèåòèëåíòåòðàì³í (ÒÅÒÀ) î÷èùóâà-
ëè âàêóóìíîþ äèñòèëÿö³ºþ. Òâåðä³ííÿ ÅÑ âèêîíóâà-
ëè øëÿõîì çì³øóâàííÿ ¿¿ ç ÒÅÒÀ ó ñï³ââ³äíîøåíí³
1,00:0,18 â³äïîâ³äíî.
ßê íàïîâíþâà÷³ âèêîðèñòîâóâàëè òîíêîäèñïåðñí³
ïîðîøêè îêñèä³â ìåòàë³â (çà äàíèìè îïòè÷íî¿ ì³êðîñ-
êîﳿ ðîçì³ð ÷àñòèíîê ïîðîøêó ~200 íì) – Fe2O3 ³
Al2O3, àáî ñóì³ø³ ïîë³àí³ë³íó (ÏÀí) ³ îäíîãî ç îêñèä³â
ìåòàë³â, óçÿòèõ â îäíàêîâ³é ê³ëüêîñò³. Îêñèäè ìåòàë³â
Fe2O3 (ÒÓ 6-09-1418-78) ³ Al2O3 (ÒÓ 6-09-426-75) ïå-
ðåä çì³øóâàííÿì ç³ ñìîëîþ ñóøèëè ó âàêóóì³ ïðîòÿ-
ãîì 24 ãîä. çà Ò=100 °Ñ. ÏÀí ñèíòåçóâàëè çà ìåòîäè-
êîþ, îïèñàíîþ â ðîáîò³ [7]. Ïåðåä ñóì³ùåííÿì ÏÀí
ç ÅÑ éîãî ÷àñòèíêè çìî÷óâàëè â àöåòîí³ é ïîäð³áíþ-
âàëè â ñòóïö³, ï³ñëÿ ÷îãî ñóøèëè ó âàêóóì³ ïðîòÿãîì
24 ãîä. çà Ò=60 °Ñ.
Êîíöåíòðàö³ÿ íàïîâíþâà÷³â ó êîìïîçèòàõ çì³íþ-
âàëàñÿ ó øèðîêîìó ³íòåðâàë³ (0,2–19,0 % îá.).
Ç ìåòîþ îäíîð³äíîãî ðîçïîä³ëó ïîðîøê³â íàïîâ-
íþâà÷à ó ïîë³ìåðí³é ìàòðèö³ ïåðåä ââåäåííÿì ó îá’ºì
ÅÑ ïîâåðõíþ íàïîâíþâà÷à îáðîáëÿëè 1%-âèì ðîç-
÷èíîì ÅÑ â àöåòîí³ ïðîòÿãîì 1 ãîä. ç íàñòóïíèì äî-
äàâàííÿì íåîáõ³äíî¿ ê³ëüêîñò³ ÅÑ ³ ïåðåì³øóâàííÿì
ñóì³ø³ ïðîòÿãîì 1 ãîä çà äîïîìîãîþ ìàãí³òíî¿ ì³øàë-
êè, ï³ñëÿ ÷îãî äî íå¿ äîäàâàëè ñòåõ³îìåòðè÷íó ê³ëüê³ñòü
ÒÅÒÀ ç íàñòóïíèì ïåðåì³øóâàííÿì ùå 0,5 ãîä.
Ïîâ³òðÿ ç êîìïîçèò³â âèäàëÿëè çà äîïîìîãîþ âàêó-
óìíîãî íàñîñà. Êîìïîçèòè äîñë³äæóâàëè ó âèãëÿä³
ïë³âîê, îòðèìàíèõ íà òåôëîíîâ³é ïëàñòèí³, îòâåðä-
íåííÿ ÿêèõ òðèâàëî ïðîòÿãîì 24 ãîä. çà Ò=22±2 °Ñ.
Âñ³ êîìïîçèòè ïåðåä ïðîâåäåííÿì äîñë³äæåíü ï³ääà-
âàëè òåìïåðàòóðí³é ñòàá³ë³çàö³¿ çà òåìïåðàòóðè 60 °Ñ
ïðîòÿãîì 24 ãîä.
̳êðîãåòåðîãåííó ñòðóêòóðó êîìïîçèò³â äîñë³ä-
æóâàëè ìåòîäîì ìàëîêóòîâîãî ðîçñ³þâàííÿ ðåíòãå-
í³âñüêèõ ïðîìåí³â çà äîïîìîãîþ ìàëîêóòîâî¿ ðåíò-
ãåí³âñüêî¿ êàìåðè ÊÐÌ-1 ³ç ù³ëèííèì êîë³ìàòîðîì,
âèêîíàíèì çà ìåòîäîì Êðàòê³. Ãåîìåòðè÷í³ ïàðàìåò-
ðè êàìåðè çàäîâîëüíÿëè óìîâó íåñê³í÷åííî¿ âèñîòè
ïåðâèííîãî ïó÷êà âèïðîì³íþâàííÿ [8]. Åêñïåðèìåí-
òàëüí³ ïðîô³ë³ ³íòåíñèâíîñò³ íîðìóâàëè íà âåëè÷èíó
Â.². Øòîìïåëü, Â.Ë. Äåì÷åíêî, Â.Î. ³ëåíñüêèé, Þ.Þ. Êåð÷à
234
ôàêòîðà ïîñëàáëåííÿ ïåðâèííîãî ïó÷êà âèïðîì³íþ-
âàííÿ çðàçêàìè êîìïîçèò³â, à òàêîæ íà âåëè÷èíó ¿õ
ðîçñ³þâàëüíîãî îá’ºìó. Äîñë³äæåííÿ ïðîâîäèëè â
ÑuÊα-âèïðîì³íþâàíí³, ìîíîõðîìàòèçîâàíîìó Ni-
ô³ëüòðîì çà Ò=20±2 °Ñ.
Òåìïåðàòóðíó çàëåæí³ñòü ïèòîìî¿ òåïëîºìíîñò³
êîìïîçèò³â äîñë³äæóâàëè ìåòîäîì äèôåðåíö³éíî¿
ñêàíóþ÷î¿ êàëîðèìåò𳿠(ÄÑÊ) ç âèêîðèñòàííÿì êà-
ëîðèìåòðà, êîíñòðóêö³ÿ ÿêîãî àíàëîã³÷íà îïèñàí³é ó
ðàáîò³ [9]. Äîñë³äæåííÿ ïðîâîäèëè ó êâàç³ñòàö³îíàð-
íîìó ðåæèì³ ç³ øâèäê³ñòþ íàãð³âàííÿ êàëîðèìåòðè÷-
íîãî áëîêà 2,0±0,1 ãðàä/õâ.
Ðåçóëüòàòè òà ¿õ îáãîâîðåííÿ
Ïîïåðåäí³ äîñë³äæåííÿ ïîêàçàëè, ùî âñ³ äîñë³ä-
æóâàí³ êîìïîçèòè õàðàêòåðèçóþòüñÿ ïðîÿâîì íà øè-
ðîêîêóòîâ³é ðåíòãåí³âñüê³é äèôðàêòîãðàì³ ëèøå
„àìîðôíîãî ãàëî“ ïðè 2θ≈17,7°, íà ôîí³ ÿêîãî, ò³ëüêè
ó âèïàäêó âèêîðèñòàííÿ Fe2O3, ìຠì³ñöå ïðîÿâ òðüîõ
äèñêðåòíèõ äèôðàêö³éíèõ ìàêñèìóì³â ïðè 2θ=23,7,
32,8 ³ 35,4°, ³íòåíñèâí³ñòü ÿêèõ çðîñòຠïðîïîðö³éíî
çá³ëüøåííþ âì³ñòó îêñèäó çàë³çà â êîìïîçèò³, õî÷à
â³äíîñíèé ð³âåíü êðèñòàë³÷íîñò³ êîìïîçèòó íå ïåðå-
âèùóº 5 % ïðè 3 % îá. Fe2O3. Âêàçàí³ äèôðàêö³éí³
ìàêñèìóìè ìàþòü ïðîÿâ ³ íà äèôðàêòîãðàìàõ êîìïî-
çèò³â, äî ñêëàäó ÿêèõ âõîäèòü îäíàêîâà ê³ëüê³ñòü ÏÀí
³ Fe2O3, ùî ïîâ’ÿçóºòüñÿ ç êðèñòàë³çàö³ºþ íåçíà÷íî¿
ê³ëüêîñò³ îêñèäó çàë³çà. Òàêèì ÷èíîì, äîñë³äæóâàí³
êîìïîçèòè çàãàëîì àìîðôí³, ùî äຠçìîãó â ÷èñòîìó
âèãëÿä³ âèâ÷èòè ¿õ ì³êðîãåòåðîãåííó ñòðóêòóðó.
²ç àíàë³çó ïðîô³ë³â ³íòåíñèâíîñò³ ìàëîêóòîâîãî
ðîçñ³þâàííÿ ðåíòãåí³âñüêèõ ïðîìåí³â ÅÑ òà êîìïî-
çèò³â íà ¿¿ îñíîâ³ ç îêñèäîì àëþì³í³þ, ïîäàíèõ
ó âèãëÿä³ çàëåæíîñò³ ÿê I â³ä q (ðèñ. 1), òàê ³ s3I â³ä s3, ó
â³äïîâ³äíîñò³ ç ðîáîòàìè [10, 11], äå I – ³íòåíñèâí³ñòü
ðîçñ³þâàííÿ áåç âíåñåííÿ êîë³ìàö³éíî¿ ïîïðàâêè, à s
³ q – ïðÿìå ³ íàâåäåíå çíà÷åííÿ îäèíè÷íîãî âåêòîðà ó
ïðîñòîð³ çâîðîòíî¿ ãðàòêè (s=λ -12sinθ, à q=2πs), âèò³-
êàº, ùî âèõ³äíèé ñ³ò÷àñòèé ïîë³ìåð (ÅÑ) ñòðóêòóðíî
îäíîð³äíèé (ãîìîãåííèé), òîä³ ÿê êîìïîçèòè íà éîãî
îñíîâ³ ç Àl2O3 õàðàêòåðèçóþòüñÿ ãåòåðîãåíí³ñòþ
ñòðóêòóðè. Öå îçíà÷àº, ùî êîíòðàñò åëåêòðîííî¿ ãóñ-
òèíè ∆ρ≈0 â îá’ºì³ ÅÑ, òîä³ ÿê ó êîìïîçèòàõ âåëè÷è-
íà ∆ρ≠0 i çðîñòຠïðîïîðö³éíî çá³ëüøåííþ êîíöåíò-
ðàö³¿ â íèõ Àl2O3 (∆ρ=ρ–<ρ>, äå ρ, <ρ> – ëîêàëüíå ³
ñåðåäíº çíà÷åííÿ åëåêòðîííî¿ ãóñòèíè â îá’ºì³ ïñåâ-
äîäâîôàçîâî¿ ñèñòåìè). Âàæëèâî â³äì³òèòè, ùî óòâî-
ðåí³ â îá’ºì³ êîìïîçèò³â ì³êðîîáëàñò³ ãåòåðîãåííîñò³
ñòîõàñòè÷íî ðîçì³ùåí³ ó ïðîñòîð³. Íà öå âêàçóº ïî-
ñë³äîâíå çðîñòàííÿ ³íòåíñèâíîñò³ ðîçñ³þâàííÿ â
³íòåðâàë³ çíà÷åíü q â³ä 0,14 äî 1,24 íì-1 â ì³ðó
çá³ëüøåííÿ âì³ñòó (êîíöåíòðàö³¿) îêñèäó àëþì³í³þ â
îá’ºì³ ïîë³ìåðó ñ³ò÷àñòî¿ áóäîâè òà â³äñóòí³ñòü ïðî-
ÿâó ³íòåðôåðåíö³éíîãî ìàêñèìóìó íà ïðîô³ëÿõ ³íòåí-
ñèâíîñò³ (ðèñ. 1, êðèâ³ 2–8).
Íàï³âê³ëüê³ñíó îö³íêó â³äíîñíîãî ð³âíÿ ãåòåðîãåí-
íîñò³ ñòðóêòóðè äîñë³äæóâàíèõ êîìïîçèò³â ïðîâîäè-
ëè øëÿõîì ïîð³âíÿííÿ çíà÷åíü ¿õ ³íâàð³àíòà Ïîðîäà
Q [12]:
,dqI(q)qQ ∫=
∞
0
2
âåëè÷èíà ÿêîãî íåçàëåæíà (³íâàð³àíòíà) ùîäî ôîðìè
ì³êðîîáëàñòåé ãåòåðîãåííîñò³ òà áåçïîñåðåäíüî ïî-
â’ÿçàíà ³ç ñåðåäíüîêâàäðàòè÷íèì çíà÷åííÿì ôëóêòó-
àö³¿ åëåêòðîííî¿ ãóñòèíè (<∆ρ2>) â îá’ºì³ äâîôàçî-
âî¿ ñèñòåìè (< > – çíàê óñåðåäíåííÿ):
Q=2π2 IeV<∆ρ2> ,
äå Ie – ³íòåíñèâí³ñòü ðîçñ³þâàííÿ ðåíòãåí³âñüêèõ ïðî-
ìåí³â îäèíè÷íèì åëåêòðîíîì, V – âåëè÷èíà ðîçñ³þ-
âàëüíîãî îá’ºìó, <∆ρ2>=ϕ 1ϕ 2(ρ1–ρ2)
2, ïðè öüîìó ϕ 1,
0,7 1,4
0
200
400
1
2
3
4
5
6
7
8
Ðèñ. 1. Ïðîô³ë³ ³íòåíñèâíîñò³ ìàëîêóòîâîãî
ðîçñ³þâàííÿ ðåíòãåí³âñüêèõ ïðîìåí³â çðàçêàìè
êîìïîçèò³â íà îñíîâ³ ÅÄ-20 ³ Al2O3. Êîíöåíòðàö³ÿ
îêñèäó àëþì³í³þ ó êîìïîçèòàõ ñòàíîâèëà: 0 (1), 0,2 (2),
0,5 (3), 1,0 (4), 3,0 (5), 5,0 (6) ³ 9,0 (7) ³ 19,0 % îá. (8)
²,
â³
äí
. î
ä.
~
q, íì-1
0 10 20
10
20
30
30
60
90
2
1
Ðèñ. 2. Ãðàô³÷íà çàëåæí³ñòü ³íâàð³àíòà Ïîðîäà Q
(1) òà ä³àïàçîíó ãåòåðîãåííîñò³ lp (2) â³ä êîíöåíòðàö³¿
Al2O3 ó êîìïîçèòàõ
Q
, â³äí. îä.l p,
íì
Al2O3, % îá.
~ ~
~
′
̳êðîãåòåðîãåííà ñòðóêòóðà êîìïîçèò³â íà îñíîâ³ åïîêñèäíî¿ ñìîëè òà îêñèäó Fe(III) àáî Al(III)
235
ϕ 2 ³ ρ1, ρ2 – îá’ºìíà ÷àñòêà ³ åëåêòðîííà ãóñòèíà ôàç
(ϕ 1+ϕ 2=1). Ç êîíöåíòðàö³éíî¿ çàëåæíîñò³ çíà÷åíü ³íâà-
ð³àíòà Q (ðèñ. 2) âèäíî, ùî â³äíîñíèé ð³âåíü ãåòåðî-
ãåííîñò³ ñòðóêòóðè çðîñòຠçà ë³í³éíèì çàêîíîì ç³
çá³ëüøåííÿì êîíöåíòðàö³¿ Àl2O3 â îá’ºì³ ñ³ò÷àñòîãî
ïîë³ìåðó (ÅÑ).
Äëÿ á³ëüø ïîâíî¿ õàðàêòåðèñòèêè ì³êðîãåòåðîãåí-
íî¿ ñòðóêòóðè êîìïîçèò³â ïðîâåëè îö³íêó (çà ìåòîäîì
àâòîð³â ðîáîòè [11]) åôåêòèâíîãî ðîçì³ðó ì³êðîîáëàñ-
òåé ãåòåðîãåííîñò³ – ä³àïàçîíó ãåòåðîãåííîñò³ lp, ÿêèé
õàðàêòåðèçóº ïîðÿäîê âåëè÷èíè ðîçì³ðó âêàçàíèõ
ì³êðîîáëàñòåé. Öåé ñòðóêòóðíèé ïàðàìåòð áåç-
ïîñåðåäíüî ïîâ’ÿçàíèé ³ç ñåðåäí³ì ä³àìåòðîì (ïðè
ïðîâåäåíí³ íåñê³í÷åííî¿ ê³ëüêîñò³ ë³í³é ÷åðåç öåíòð
âàãè ì³êðîîáëàñòåé) ð³çíèõ çà âåëè÷èíîþ ëîêàëüíî¿
åëåêòðîííî¿ ãóñòèíè ì³êðîîáëàñòåé ãåòåðîãåííîñò³
(<l1>, <l2>) ó äâîôàçîâ³é ñèñòåì³:
lp=ϕ 2<l1>=ϕ 1<l2>.
²ç íàâåäåíîãî íà ðèñ. 2 ãðàô³êà çàëåæíîñò³ âåëè-
÷èíè lp â³ä êîíöåíòðàö³¿ Àl2O3 â êîìïîçèòàõ âèäíî,
ùî ç³ çðîñòàííÿì âì³ñòó îêñèäó àëþì³í³þ (â³ä 0,2 äî
3,0 % îá.) åôåêòèâíèé ðîçì³ð ì³êðîîáëàñòåé ãåòåðî-
ãåííîñò³ ð³çêî çìåíøóºòüñÿ, òîä³ ÿê ïðè ïîäàëüøîìó
çá³ëüøåíí³ êîíöåíòðàö³¿ Àl2O3 äî 5,0–19,0 % îá. âå-
ëè÷èíà lp çàëèøàºòüñÿ íåçì³ííîþ ³ ñòàíîâèòü áëèçü-
êî 8 íì. Âèÿâëåíèé åôåêò çìåíøåííÿ åôåêòèâíîãî
ðîçì³ðó ì³êðîîáëàñòåé ãåòåðîãåííîñò³ äî ïîñò³éíî¿ âå-
ëè÷èíè ïðè ïîñë³äîâíîìó çðîñòàíí³ êîíöåíòðàö³¿
Àl2O3 â êîìïîçèòàõ ìîæå áóòè ïîÿñíåíèé óòâîðåííÿì
ì³êðîîáëàñòåé ãåòåðîãåííîñò³ íà ïîâåðõí³ ÷àñòèíîê
íàïîâíþâà÷à (îêñèäó àëþì³í³þ), â ðåçóëüòàò³ âçàº-
ìî䳿 (íà ïî÷àòêîâ³é ñòà䳿 òâåðä³ííÿ ÅÑ) ì³æ àòîìà-
ìè êèñíþ ìîëåêóë Àl2O3 ³ç ïðîòîíàìè ãðóï NH ïîë³-
ìåðíî¿ ìàòðèö³, çîêðåìà ôðàãìåíò³â ìîëåêóë îòâåðä-
æóâà÷à (ÒÅÒÀ). dz çá³ëüøåííÿì âì³ñòó ÷àñòèíîê
îêñèäó ìåòàëó (Àl2O3) â îá’ºì³ ïîë³ìåðíî¿ ìàòðèö³
ðîçì³ð ì³êðîîáëàñòåé ãåòåðîãåííîñò³ çìåíøóºòüñÿ, à
êîëè êîíöåíòðàö³ÿ îêñèäó ìåòàëó äîñÿãàº, éìîâ³ðíî,
ïîðîãà ïåðêîëÿö³¿ – åôåêòèâíèé ðîçì³ð ì³êðîîáëàñ-
òåé ãåòåðîãåííîñò³ ñòຠíåçì³ííèì.
Õàðàêòåðíî, ùî àíàëîã³÷í³ ïðîöåñè ñòðóêòóðîóò-
âîðåííÿ ïðîò³êàþòü ³ â êîìïîçèòàõ, îòðèìàíèõ íà
îñíîâ³ ÅÑ ³ Fe2O3. Òàê, ³ç íàâåäåíèõ íà ðèñ. 3 ïðîô³ë³â
³íòåíñèâíîñò³ ìàëîêóòîâîãî ðîçñ³þâàííÿ ðåíòãåí³âñü-
êèõ ïðîìåí³â êîìïîçèò³â öüîãî òèïó âèäíî, ùî, ÿê ³
äëÿ ïîïåðåäí³õ êîìïîçèò³â (íà îñíîâ³ ÅÑ ³ Al2O3), ìàº
ì³ñöå ïîñë³äîâíå çðîñòàííÿ ³íòåíñèâíîñò³ ðîçñ³þâàí-
íÿ â ³íòåðâàë³ çíà÷åíü q â³ä 0,16 äî 1,20 íì-1 ïðè ïî-
ñòóïîâîìó çðîñòàíí³ êîíöåíòðàö³¿ Fe2O3 â îá’ºì³ ïîë³-
ìåðíî¿ ìàòðèö³. Ó â³äïîâ³äíîñò³ ç öèì êîíöåíòðà-
ö³éíà çàëåæí³ñòü ³íâàð³àíòà Q ïîä³áíà äî àíàëîã³÷íî¿
çàëåæíîñò³ äëÿ êîìïîçèò³â ç Al2O3 (ðèñ. 2), îäíàê, ñïî-
ñòåð³ãàºòüñÿ ³ñòîòíå â³äõèëåííÿ ãðàô³êà Q â³ä ïðÿìî¿
ë³í³¿ ïðè çðîñòàíí³ âì³ñòó îêñèäó çàë³çà â êîìïîçèòàõ
â³ä 1,0 äî 9,0 % îá. (ðèñ. 4). Öå º íàñë³äêîì çíà÷íîãî
ïîãëèíàííÿ àòîìàìè çàë³çà ÑuKα-âèïðîì³íþâàííÿ
[13]. ßê â³äîìî, ëèøå öå âèïðîì³íþâàííÿ âèêîðèñòî-
âóºòüñÿ ïðè ðåíòãåíîñòðóêòóðíèõ äîñë³äæåííÿõ ñèñ-
òåì ïîë³ìåðíîãî (îë³ãîìåðíîãî) òèïó. Ïðèâåðòຠóâàãó
àíàëîã³÷íà êîìïîçèòàì íà îñíîâ³ ÅÑ ³ Al2O3 êîíöåíò-
ðàö³éíà çàëåæí³ñòü åôåêòèâíîãî ðîçì³ðó ì³êðîîáëàñ-
òåé ãåòåðîãåííîñò³ lp ³ âèõ³ä íà íåçì³ííó âåëè÷èíó ïðè
îäíàêîâ³é êîíöåíòðàö³¿ îêñèäó ìåòàëó (% îá.), îäíàê ó
êîìïîçèòàõ ç Fe2O3 íåçì³ííà âåëè÷èíà ( lp) çíà÷íî
á³ëüøà (~33 íì), í³æ ó êîìïîçèòàõ ç Al2O3 (ðèñ. 2 ³ 4).
Àíàëîã³÷íà êîíöåíòðàö³éíà çàëåæí³ñòü õàðàêòåðíà ³
äëÿ ñåðåäíüî³íòåðâàëüíèõ çíà÷åíü òåìïåðàòóðè ïðî-
ÿâó ñåãìåíòàëüíî¿ ðóõëèâîñò³ (Òñ) ì³æâóçëîâèõ ìîëå-
êóëÿðíèõ ëàíîê (ïåðåõîäó ³ç ñêëîïîä³áíîãî ó âèñîêî-
åëàñòè÷íèé ñòàí) ïîë³ìåðíî¿ ìàòðèö³ ñ³ò÷àñòî¿ áóäî-
âè äîñë³äæóâàíèõ êîìïîçèò³â íà îñíîâ³ ÅÑ ³ îäíîãî ç
0,7 1,4
10
20
1
2
3
4
5
6
7
²,
â³
äí
. î
ä.
~
q, íì-1
Ðèñ. 3. Ïðîô³ë³ ³íòåíñèâíîñò³ ìàëîêóòîâîãî
ðîçñ³þâàííÿ ðåíòãåí³âñüêèõ ïðîìåí³â çðàçêàìè
êîìïîçèò³â íà îñíîâ³ ÅÄ-20 ³ Fe2O3. Êîíöåíòðàö³ÿ
Fe2O3 ó êîìïîçèòàõ ñòàíîâèëà: 0 (1), 0,2 (2), 0,5 (3),
1,0 (4), 3,0 (5), 5,0 (6) ³ 9,0 % îá. (7)
0 4 8
32
40
48
4,5
6,0
7,5
9,0
2 1
Q
, â³äí. îä.l p,
íì
Fe2O3, % îá.
Ðèñ. 4. Ãðàô³÷íà çàëåæí³ñòü ³íâàð³àíòà Ïîðîäà Q
(1) òà ä³àïàçîíó ãåòåðîãåííîñò³ lp (2) â³ä êîíöåíòðàö³¿
Fe2O3 ó êîìïîçèòàõ
236
Â.². Øòîìïåëü, Â.Ë. Äåì÷åíêî, Â.Î. ³ëåíñüêèé, Þ.Þ. Êåð÷à
îêñèä³â ìåòàë³â (òàáëèöÿ). ßê âèäíî ³ç íàâåäåíèõ äà-
íèõ äèôåðåíö³éíî¿ ñêàíóþ÷î¿ êàëîðèìåòð³¿, ç³
çá³ëüøåííÿì êîíöåíòðàö³¿ îêñèäó ìåòàëó â êîìïîçè-
òàõ ìຠì³ñöå ïîñë³äîâíå çíèæåííÿ âåëè÷èíè Òñ, îä-
íàê àáñîëþòíà âåëè÷èíà öüîãî ñòðóêòóðíîãî ïàðàìåò-
ðà çíà÷íî ìåíøà, ïðè â³äïîâ³äíèõ çíà÷åííÿõ êîíöåí-
òðàö³¿ îêñèäó ìåòàëó, ó êîìïîçèòàõ ç Al2O3, í³æ ó êîì-
ïîçèòàõ ç Fe2O3. Òîáòî ìຠì³ñöå àíàëîã³÷íå
ñï³ââ³äíîøåííÿ ñòðóêòóðíèõ ïàðàìåòð³â Òñ ³ lp äëÿ
êîìïîçèò³â ç Al2O3 ³ ç Fe2O3. Öå âêàçóº íà ³ñíóâàííÿ
çàëåæíîñò³ ñòðóêòóðíî¿ ïîâåä³íêè êîìïîçèò³â â³ä òèïó
àòîì³â ìåòàëó (ïðè îäíàêîâ³é âàëåíòíîñò³) â îêñèä³.
Çíèæåííÿ òåìïåðàòóðè ñêëóâàííÿ ïîë³ìåðíî¿ ìàò-
ðèö³ ñ³ò÷àñòî¿ áóäîâè ïðè çá³ëüøåíí³ âì³ñòó îêñèä³â
ìåòàë³â ó ¿¿ îá’ºì³ º íàñë³äêîì ³íòåíñèâíî¿ âçàºìî䳿
(ÿê çà ðàõóíîê âîäíåâèõ çâ’ÿçê³â, òàê, ìîæëèâî, ³ â
ðåçóëüòàò³ äîíîðíî-àêöåïòîðíèõ âçàºìîä³é) ì³æ àì³-
íîãðóïàìè îòâåðäæóâà÷à òà àòîìàìè êèñíþ îêñèä³â
ìåòàë³â. Ò³ëüêè â ðåçóëüòàò³ öèõ âçàºìîä³é ïðîÿâ ñåã-
ìåíòàëüíî¿ ðóõëèâîñò³ ì³æâóçëîâèõ ìîëåêóëÿðíèõ
ëàíîê ìຠì³ñöå çà ìåíøî¿ òåìïåðàòóðè, à ïîë³ìåðíà
ñ³òêà ñòຠìåíø ãóñòîþ. Îñòàííº ïðîÿâëÿºòüñÿ ó çìåí-
øåíí³ æîðñòêîñò³ ³ çá³ëüøåíí³ ÷àñó òâåðä³ííÿ ïë³âêî-
âèõ çðàçê³â äîñë³äæóâàíèõ êîìïîçèò³â ïðè çðîñòàíí³
êîíöåíòðàö³¿ îêñèä³â ìåòàë³â ó ¿õ îá’ºì³.
dz çá³ëüøåííÿì êîíöåíòðàö³¿ îêñèä³â ìåòàë³â çðî-
ñòຠâåëè÷èíà ÿê òåìïåðàòóðíîãî ³íòåðâàëó ïðîÿâó
ñåãìåíòàëüíî¿ ðóõëèâîñò³ ì³æâóçëîâèõ ìîëåêóëÿðíèõ
ëàíîê (∆Tc), òàê ³ ³íêðåìåíò ïèòîìî¿ òåïëîºìíîñò³
(∆Cp). ßêùî ∆Tc õàðàêòåðèçóº íåîäíîð³äí³ñòü ì³æâóç-
ëîâèõ ìîëåêóëÿðíèõ ëàíîê ïîë³ìåðíî¿ ìàòðèö³ ó âå-
ëè÷èí³ òåìïåðàòóðè, çà ÿêî¿ ðåàë³çóºòüñÿ ¿õ ñåãìåí-
òàëüíà ðóõëèâ³ñòü, òî ∆Cp â³äîáðàæຠ³íòåíñèâí³ñòü
ö³º¿ ðóõëèâîñò³.
Ç ìåòîþ çá³ëüøåííÿ ê³ëüêîñò³ NÍ-ãðóï ó ïîë³-
ìåðí³é ìàòðèö³, à â³äïîâ³äíî é ³íòåíñèâíîñò³ âîäíå-
âèõ çâ’ÿçê³â ì³æ öèìè ãðóïàìè ³ àòîìàìè êèñíþ îê-
ñèäó ìåòàëó, ó êîìïîçèòè ââîäèëè òàêîæ ³ ÏÀí, êîí-
öåíòðàö³ÿ ÿêîãî áóëà òàêîþ æ, ÿê ³ îêñèäó ìåòàëó. Îê-
ðåìî ïðîâåäåí³ äîñë³äæåííÿ ìåòîäàìè øèðîêî- ³
ìàëîêóòîâî¿ ðåíòãåíîãðàô³é ñòðóêòóðè êîìïîçèò³â íà
îñíîâ³ ÅÑ ³ ÏÀí, ó ÿêèõ êîíöåíòðàö³ÿ ÏÀí çì³íþâà-
ëàñü â³ä 0,2 äî 19,0 % îá., ïîêàçàëè, ùî ö³ ñèñòåìè
àìîðôí³ ³ ñòðóêòóðíî ãîìîãåíí³, íà â³äì³íó â³ä êîì-
ïîçèò³â ç îêñèäàìè ìåòàë³â. Îñòàííº äàëî çìîãó çðî-
áèòè âèñíîâîê, ùî â êîìïîçèòàõ ç ÏÀí â³äñóòíÿ âçàº-
ìîä³ÿ (çà ðàõóíîê âîäíåâèõ çâ’ÿçê³â) ì³æ ïîëÿðíèìè
ãðóïàìè ïîë³ìåðíî¿ ìàòðèö³ ñ³ò÷àñòî¿ áóäîâè òà äèñ-
ïåðñíèìè ÷àñòèíêàìè ÏÀí.
Ðàçîì ç òèì ïîñòóïîâå çðîñòàííÿ âì³ñòó (â³ä 0,2
äî 19,0 % îá.) ñóì³ø³ ÏÀí ³ Àl2O3, óçÿòèõ â îäíà-
êîâ³é ê³ëüêîñò³, âèêëèêຠó ïîë³ìåðí³é ìàòðèö³
ïîñë³äîâíå çðîñòàííÿ ³íòåíñèâíîñò³ ìàëîêóòîâîãî
Òàáëèöÿ. ʳëüê³ñíà õàðàêòåðèñòèêà òåìïåðàòóðíîãî ïåðåõîäó ñêëóâàííÿ âèõ³äíîãî ñ³ò÷àñòîãî ïîë³ìåðó
(ÅÑ) ³ â êîìïîçèòàõ ç Àl2O3 ³ Fe2O3 çà äàíèìè ÄÑÊ
0,7 1,4
0
200
400
1
2
3
4
5
6
7
8
²,
â³
äí
. î
ä.
~
q, íì-1
Ðèñ. 5. Ïðîô³ë³ ³íòåíñèâíîñò³ ìàëîêóòîâîãî
ðîçñ³þâàííÿ ðåíòãåí³âñüêèõ ïðîìåí³â çðàçêàìè
êîìïîçèò³â íà îñíîâ³ ÅÄ-20 òà ñóì³ø³ ÏÀí ³ Al2O3.
Êîíöåíòðàö³ÿ ñóì³ø³ ÏÀí ³ Al2O3 ó êîìïîçèòàõ
ñòàíîâèëà: 0 (1), 0,2 (2), 0,5 (3), 1,0 (4), 3,0 (5), 5,0 (6),
9,0 (7) ³ 19,0 % îá. (8)
0 10 20
10
20
30
5
10
152
1
Ðèñ. 6. Ãðàô³÷íà çàëåæí³ñòü ³íâàð³àíòà Ïîðîäà Q
(1) òà ä³àïàçîíó ãåòåðîãåííîñò³ lp (2) â³ä êîíöåíòðàö³¿
ñóì³ø³ (Al2O3, ÏÀí) ó êîìïîçèòàõ
Q
, â³äí. îä.
l p,
íì
(Al2O3, ÏÀí), % îá.
Àl2O3,
% îá.
Tc,
°C
∆Tc,
°C
∆Cp,
êÄæ/(êã·ãðàä.)
Fe2O3,
% îá.
Tc,
°C
∆Tc,
°C
∆Cp,
êÄæ/(êã·ãðàä.)
0 74 60 0,116 0 74 60 0,116
0,2 70 39 0,072 0,2 72 49 0,074
1,0 69 43 0,082 1,0 71 46 0,058
3,0 67 45 0,062 3,0 70 53 0,118
237
̳êðîãåòåðîãåííà ñòðóêòóðà êîìïîçèò³â íà îñíîâ³ åïîêñèäíî¿ ñìîëè òà îêñèäó Fe(III) àáî Al(III)
ðîçñ³þâàííÿ ðåíòãåí³âñüêèõ ïðîìåí³â â îáëàñò³ çíà-
÷åíü q â³ä 0,2 äî 1,0 íì-1 (ðèñ. 5), àíàëîã³÷íå òîìó, ÿêå
ìàëî ì³ñöå â ñèñòåì³ áåç ÏÀí (ðèñ. 1). ³äïîâ³äíî ìàº
ì³ñöå ³ îäíàêîâà (äëÿ êîìïîçèò³â ç ÏÀí ³ Àl2O3 òà êîì-
ïîçèò³â ëèøå ç Àl2O3) êîíöåíòðàö³éíà çàëåæí³ñòü ÿê
åôåêòèâíîãî ðîçì³ðó ì³êðîîáëàñòåé lp, ó òîìó ÷èñë³ ³
íåçì³ííî¿ âåëè÷èíè lp, òàê ³ ð³âíÿ ãåòåðîãåííîñò³
ñòðóêòóðè, ñóäÿ÷è ç õàðàêòåðó çì³íè ³íâàð³àíòà Q (ðèñ.
2 ³ 6).
Ïîñòóïîâå çðîñòàííÿ ³íòåíñèâíîñò³ ìàëîêóòîâî-
ãî ðîçñ³þâàííÿ ðåíòãåí³âñüêèõ ïðîìåí³â â îáëàñò³
çíà÷åíü q â³ä 0,2 äî 1,2 íì-1 íàÿâíå ³ ïðè çá³ëüøåíí³
êîíöåíòðàö³¿ ñóì³ø³ ÏÀí ³ Fe2O3 ó êîìïîçèòàõ
(ðèñ. 7). Õàðàêòåðíî, ùî êîíöåíòðàö³éíà çàëåæí³ñòü
âåëè÷èíè åôåêòèâíîãî ðîçì³ðó ì³êðîîáëàñòåé ãåòå-
ðîãåííîñò³ lp ó êîìïîçèòàõ ç ÏÀí ³ Fe2O3 (ðèñ. 8) ïî-
ä³áíà äî àíàëîã³÷íî¿ çàëåæíîñò³ äëÿ êîìïîçèò³â ëèøå
íà îñíîâ³ ÅÑ ³ Fe2O3 (ðèñ. 4), îäíàê àáñîëþòí³ çíà-
÷åííÿ lp ó êîìïîçèòàõ, äå êð³ì îêñèäó çàë³çà íàÿâí³
äèñïåðñí³ ÷àñòèíêè ÏÀí, ìåíø³ (óäâ³÷³) â³ä òàêèõ äëÿ
êîìïîçèò³â ç Fe2O3 (ðèñ. 4). Öå âêàçóº íà ³ñíóâàííÿ
çàëåæíîñò³ ïðîöåñ³â ñòðóêòóðîóòâîðåííÿ ó êîìïîçè-
òàõ ç îêñèäàìè ìåòàë³â îäíàêîâî¿ âàëåíòíîñò³ â³ä òèïó
àòîì³â ìåòàëó. Âîäíî÷àñ êîíöåíòðàö³éíà çàëåæí³ñòü
ð³âíÿ ãåòåðîãåííîñò³ ñòðóêòóðè (³íâàð³àíòà Ïîðîäà Q)
êîìïîçèò³â ç ÏÀí ³ Fe2O3 àíàëîã³÷íà çàëåæíîñò³ äëÿ
êîìïîçèò³â ëèøå ç Fe2O3 (ðèñ. 4 ³ 8).
Òàêèì ÷èíîì, ïðîâåäåí³ äîñë³äæåííÿ ì³êðîãåòå-
ðîãåííîãî ñòàíó ñòðóêòóðè êîìïîçèò³â íà îñíîâ³ ÅÑ ³
îäíîãî ç îêñèä³â (Àl2O3, Fe2O3) àáî ñóì³ø³ ÏÀí ³ îê-
ñèäó ìåòàëó, âçÿòèõ â îäíàêîâ³é ê³ëüêîñò³, ïîêàçàëè
³ñòîòíó çàëåæí³ñòü â³ä òèïó àòîì³â ìåòàëó â îêñèäàõ.
Öå çíàõîäèòü â³äîáðàæåííÿ ó âåëè÷èí³ åôåêòèâíîãî
ðîçì³ðó lp ì³êðîîáëàñòåé ãåòåðîãåííîñò³, ùî ôîðìó-
þòüñÿ â îá’ºì³ ïîë³ìåðíî¿ ìàòðèö³ ñ³ò÷àñòî¿ áóäîâè
íà ïî÷àòêîâîìó åòàï³ ¿¿ òâåðä³ííÿ, òà òåìïåðàòóðè
ïðîÿâó ñåãìåíòàëüíî¿ ðóõëèâîñò³ (ïåðåõîäó ç³ ñêëî-
ïîä³áíîãî ó âèñîêîåëàñòè÷íèé ñòàí) Òñ ôðàãìåíò³â
ì³æâóçëîâèõ ìîëåêóëÿðíèõ ëàíîê ïîë³ìåðíî¿ ñ³òêè.
Çîêðåìà âèÿâëåíî ìåíøó àáñîëþòíó âåëè÷èíó lp ³ Òñ
ó êîìïîçèòàõ ç Àl2O3 ïîð³âíÿíî ç êîìïîçèòàìè íà îñ-
íîâ³ Fe2O3 çà îäíàêîâî¿ êîíöåíòðàö³éíî¿ çàëåæíîñò³
öèõ ñòðóêòóðíèõ ïàðàìåòð³â. Âïëèâ òèïó àòîì³â ìå-
òàëó â îêñèäàõ âèÿâëÿºòüñÿ ³ â êîìïîçèòàõ, äå â îäíà-
êîâ³é ê³ëüêîñò³ ç îêñèäîì ìåòàëó â êîìïîçèò ââîäèâ-
ñÿ ³ ÏÀí. ßêùî âïëèâ ÏÀí íà ì³êðîãåòåðîãåííó
ñòðóêòóðó êîìïîçèò³â ç Àl2O3 â³äñóòí³é, òî ó âèïàäêó
ç Fe2O3 â³í ³ñòîòíèé, ùî çíàõîäèòü â³äîáðàæåííÿ ó
çìåíøåíí³ åôåêòèâíîãî ðîçì³ðó lp ì³êðîîáëàñòåé ãå-
òåðîãåííîñò³ êîìïîçèò³â á³ëüøå í³æ óäâ³÷³.
0,7 1,4
0
50
100
1
2
3
4
5
6
7
8
²,
â³
äí
. î
ä.
~
q, íì-1
Ðèñ. 7. Ïðîô³ë³ ³íòåíñèâíîñò³ ìàëîêóòîâîãî
ðîçñ³þâàííÿ ðåíòãåí³âñüêèõ ïðîìåí³â çðàçêàìè
êîìïîçèò³â íà îñíîâ³ ÅÄ-20 òà ñóì³ø³ ÏÀí ³ Fe2O3.
Êîíöåíòðàö³ÿ ñóì³ø³ ÏÀí ³ Fe2O3 ó êîìïîçèòàõ
ñòàíîâèëà: 0 (1), 0,2 (2), 0,5 (3), 1,0 (4), 3,0 (5), 5,0 (6),
9,0 (7) ³ 19 % îá. (8)
0 10 20
5
10
15
5
10
15
2
1
Q
, â³äí. îä.
l p,
íì
(Fe2O3, ÏÀí), % îá.
Ðèñ. 8. Ãðàô³÷íà çàëåæí³ñòü ³íâàð³àíòà Ïîðîäà Q
(1) òà ä³àïàçîíó ãåòåðîãåííîñò³ lp (2) â³ä êîíöåíòðàö³¿
ñóì³ø³ (Fe2O3, ÏÀí) ó êîìïîçèòàõ
˳òåðàòóðà
1. Êóëåçíåâ Â.Í. Ñìåñè ïîëèìåðîâ. – Ì.: Õèìèÿ, 1980.
–300 ñ.
2. Ôèçèêîõèìèÿ ìíîãîêîìïîíåíòíûõ ïîëèìåðíûõ
ñèñòåì /Ïîä ðåä. Þ.Ñ. Ëèïàòîâà. –Êèåâ: Íàóê. äóìêà,
1986. – Ò.1. –375 ñ.
3. Ãðåêîâ À.Ï., Îòðîøêî Ã.Â. // Ñèíòåç è ôèçèêî-
õèìèÿ ïîëèìåðîâ. – 1978. – Âûï.23. – Ñ. 56–59.
4. Ðîáîòà Ë.Ï., Ãðåêîâ À.Ï., Øòîìïåëü Â.È.,
Êåð÷à Þ.Þ., Êóçüìàê Í.À.,×óìèêîâà Ã.Í. // Óêð. õèì.
æóðí. – 1998. – 64, ¹ 9. – Ñ. 68–72.
5. Ãðåêîâ À.Ï., Îòðîøêî Ã.Â. // Êîìïîçèö. ïîëèìåð.
ìàòåðèàëû. – 1983. – Âûï.19. – Ñ. 47–50.
6. Øòîìïåëü Â.È. Ìèêðîôàçîâàÿ ñòðóêòóðà è
ñâîéñòâà ìîäèôèöèðîâàííûõ óðåòàíñîäåðæàùèõ
ïîëèìåðîâ // Äèñ. … äîêò. õèì. íàóê (02.00.06). – Êèåâ:
ÈÕÂÑ ÍÀÍ Óêðàèíû, 2003. – 309 ñ.
238
Â.². Øòîìïåëü, Â.Ë. Äåì÷åíêî, Â.Î. ³ëåíñüêèé, Þ.Þ. Êåð÷à
7. Syohey Tamura, Jpn. Patent 61-266435, 1985.
8. Kratky O., Pilz I., Schmitz P.J. // J. Colloid Interface
Sci. – 1966 . – 21, N 1. – P. 24–34.
9. Ãîäîâñêèé Þ.Ê. Òåïëîôèçè÷åñêèå ìåòîäû
èññëåäîâàíèÿ ïîëèìåðîâ. – Ì.: Õèìèÿ, 1976. – 216 ñ.
10. Ruland W. // J. Appl. Cryst. – 1971. – 4, N 1. – P. 70–73.
11. Perret R., Ruland W. //Kolloid Z. – Z. Polymere. –
1971. – B.247. – S. 835–843.
12. Porod G. // Small-angle x-ray scattering /Ed. by
O.Glatter, O. Kratky. –London: Acad. Press, 1982. –
P. 17–51.
13. Àçàðîâ Ë., Áóðãåð Ì. Ìåòîä ïîðîøêà â
ðåíòãåíîãðàôèè. – Ì.: Èçä-âî èíîñòð. ë-ðû, 1961. –
363 ñ.
Íàä³éøëà äî ðåäàêö³¿ 28 áåðåçíÿ 2008 ð.
Ìèêðîãåòåðîãåííàÿ ñòðóêòóðà êîìïîçèòîâ íà îñíîâå ýïîêñèäíîé ñìîëû è
îêñèäà Fe(²²²) èëè Àl(III)
Â.È. Øòîìïåëü, Â.Ë. Äåì÷åíêî, Â.À. Âèëåíñêèé, Þ.Þ. Êåð÷à
Èíñòèòóò õèìèè âûñîêîìîëåêóëÿðíûõ ñîåäèíåíèé ÍÀÍ Óêðàèíû
48, Õàðüêîâñêîå øîññå, Êèåâ, 02160, Óêðàèíà
Èññëåäîâàííàÿ ñòðóêòóðà êîìïîçèòîâ íà îñíîâå ýïîêñèäíîé ñìîëû ÝÄ-20 è îäíîãî èç îêñèäîâ
ìåòàëëîâ (Àl2O3, Fe2O3) èëè ñìåñè ÏÀí è îäíîãî îêñèäà ìåòàëëà, âçÿòûõ â îäèíàêîâîì êîëè÷åñòâå.
Óñòàíîâëåííàÿ çàâèñèìîñòü ïðîöåññîâ ñòðóêòóðîîáðàçîâàíèÿ â êîìïîçèòàõ îò òèïà àòîìîâ
ìåòàëëà â îêñèäàõ. Ïîêàçàíî, ÷òî ïðè îäèíàêîâîé êîíöåíòðàöèîííîé çàâèñèìîñòè
ýôôåêòèâíîãî ðàçìåðà (lp) ìèêðîîáëàñòåé ãåòåðîãåííîñòè, êîòîðûå ôîðìèðóþòñÿ â
êîìïîçèòàõ, è òåìïåðàòóðû ïðîÿâëåíèÿ ñåãìåíòàëüíîé ïîäâèæíîñòè (Òñ) ìåæóçëîâûõ
ìîëåêóëÿðíûõ çâåíüåâ ïîëèìåðíîé ìàòðèöû, àáñîëþòíàÿ âåëè÷èíà ýòèõ ñòðóêòóðíûõ
ïàðàìåòðîâ çíà÷èòåëüíî ìåíüøå â êîìïîçèòàõ ñ Àl2O3 ïî ñðàâíåíèþ ñ êîìïîçèòàìè íà îñíîâå
Fe2O3. Â êîìïîçèòàõ ñ ÏÀí ñòðóêòóðíûå èçìåíåíèÿ âûÿâëåíû òîëüêî ïðè èñïîëüçîâàíèè Fe2O3:
âåëè÷èíà lp óìåíüøàåòñÿ â 2 ðàçà ïî ñðàâíåíèþ ñ êîìïîçèòàìè íà îñíîâå îêñèäà æåëåçà.
Microheterogeneous structure of composites on a basis epoxy resin and oxide Fe
(²²²) or Àl (III)
V.I. Shtompel, V.L. Demchenko, V.O. Vilensky, Yu.Yu. Kercha
Institute of Macromolecular Chemistry NAS of Ukraine
48, Kharkivske shausse, Kyiv, 02160, Ukraine
The structure of composites was investigated on a basis epoxy resin and one of metal oxides (Àl2O3,
Fe2O3) or the blend PAn and one oxide of the metal, taken in identical quantity. The processes of
structurization in composites were established as dependence from type of atoms of metal in oxides. It
is shown, that under identical concentration dependence of the effective size lp microareas of
heterogeneity which are formed in composites, and temperatures of display of segmental mobility Òg of
intercentral molecular links of a polymeric matrix, the absolute size of these structural parametres is
considerably smaller in composites with Àl2O3, comparing with composites on the basis of Fe2O3. The
structural changes of composites with the Pan were revealed only under the usage Fe2O3: the lp size
becomes in 2 times smaller, comparing with iron oxide composites.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-7305 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0203-3275 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-11-28T08:54:34Z |
| publishDate | 2008 |
| publisher | Інститут хімії високомолекулярних сполук НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Штомпель, В.І. Демченко, В.Л. Віленський, В.О. Керча, Ю.Ю. 2010-03-26T15:29:07Z 2010-03-26T15:29:07Z 2008 Мікрогетерогенна структура композитів на основі епоксидної смоли та оксиду Fe(III) або Al(III) / В.І. Штомпель, В.Л. Демченко, В.О. Віленський, Ю.Ю. Керча // Полімер. журн. — 2008. — Т. 30, № 3. — С. 233-238. — Бібліогр.: 13 назв. — укp. 0203-3275 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/7305 678.01 : 539.2 Досліджено структуру композитів на основі епоксидної смоли ЕД-20 та одного з оксидів металів (Аl2O3, Fe2O3) або суміші ПАн і одного оксиду металу, взятих в однаковій кількості. Встановлено залежність процесів структуроутворення у композитах від типу атомів металу в оксидах. Показано, що при однаковій концентраційній залежності ефективного розміру (lp) мікрообластей гетерогенності, що формуються у композитах, і температури прояву сегментальної рухливості (Тс) міжвузлових молекулярних ланок полімерної матриці, абсолютна величина цих структурних параметрів значно менша у композитах з Аl2O3 порівняно з композитами на основі Fe2O3. У композитах з ПАн структурні зміни виявлено тільки при використанні Fe2O3: величина lp зменшується вдвічі порівняно з композитами на основі самого оксиду заліза. Исследованная структура композитов на основе эпоксидной смолы ЭД-20 и одного из оксидов металлов (Аl2O3, Fe2O3) или смеси ПАн и одного оксида металла, взятых в одинаковом количестве. Установленная зависимость процессов структурообразования в композитах от типа атомов металла в оксидах. Показано, что при одинаковой концентрационной зависимости эффективного размера (lp) микрообластей гетерогенности, которые формируются в композитах, и температуры проявления сегментальной подвижности (Тс) межузловых молекулярных звеньев полимерной матрицы, абсолютная величина этих структурных параметров значительно меньше в композитах с Аl2O3 по сравнению с композитами на основе Fe2O3. В композитах с ПАн структурные изменения выявлены только при использовании Fe2O3: величина lp уменьшается в 2 раза по сравнению с композитами на основе оксида железа. The structure of composites was investigated on a basis epoxy resin and one of metal oxides (Al2O3, Fe2O3) or the blend PAn and one oxide of the metal, taken in identical quantity. The processes of structurization in composites were established as dependence from type of atoms of metal in oxides. It is shown, that under identical concentration dependence of the effective size lp microareas of heterogeneity which are formed in composites, and temperatures of display of segmental mobility Tg of intercentral molecular links of a polymeric matrix, the absolute size of these structural parametres is considerably smaller in composites with Al2O3, comparing with composites on the basis of Fe2O3. The structural changes of composites with the Pan were revealed only under the usage Fe2O3: the lp size becomes in 2 times smaller, comparing with iron oxide composites. uk Інститут хімії високомолекулярних сполук НАН України Структура і властивості Мікрогетерогенна структура композитів на основі епоксидної смоли та оксиду Fe(ІІІ) або Аl(III). Микрогетерогенная структура композитов на основе эпоксидной смолы и оксида Fe(ІІІ) или Аl(III) Microheterogeneous structure of composites on a basis epoxy resin and oxide Fe (III) or A (III) Article published earlier |
| spellingShingle | Мікрогетерогенна структура композитів на основі епоксидної смоли та оксиду Fe(ІІІ) або Аl(III). Штомпель, В.І. Демченко, В.Л. Віленський, В.О. Керча, Ю.Ю. Структура і властивості |
| title | Мікрогетерогенна структура композитів на основі епоксидної смоли та оксиду Fe(ІІІ) або Аl(III). |
| title_alt | Микрогетерогенная структура композитов на основе эпоксидной смолы и оксида Fe(ІІІ) или Аl(III) Microheterogeneous structure of composites on a basis epoxy resin and oxide Fe (III) or A (III) |
| title_full | Мікрогетерогенна структура композитів на основі епоксидної смоли та оксиду Fe(ІІІ) або Аl(III). |
| title_fullStr | Мікрогетерогенна структура композитів на основі епоксидної смоли та оксиду Fe(ІІІ) або Аl(III). |
| title_full_unstemmed | Мікрогетерогенна структура композитів на основі епоксидної смоли та оксиду Fe(ІІІ) або Аl(III). |
| title_short | Мікрогетерогенна структура композитів на основі епоксидної смоли та оксиду Fe(ІІІ) або Аl(III). |
| title_sort | мікрогетерогенна структура композитів на основі епоксидної смоли та оксиду fe(ііі) або аl(iii). |
| topic | Структура і властивості |
| topic_facet | Структура і властивості |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/7305 |
| work_keys_str_mv | AT štompelʹví míkrogeterogennastrukturakompozitívnaosnovíepoksidnoísmolitaoksidufeíííaboaliii AT demčenkovl míkrogeterogennastrukturakompozitívnaosnovíepoksidnoísmolitaoksidufeíííaboaliii AT vílensʹkiivo míkrogeterogennastrukturakompozitívnaosnovíepoksidnoísmolitaoksidufeíííaboaliii AT kerčaûû míkrogeterogennastrukturakompozitívnaosnovíepoksidnoísmolitaoksidufeíííaboaliii AT štompelʹví mikrogeterogennaâstrukturakompozitovnaosnoveépoksidnoismolyioksidafeíííilialiii AT demčenkovl mikrogeterogennaâstrukturakompozitovnaosnoveépoksidnoismolyioksidafeíííilialiii AT vílensʹkiivo mikrogeterogennaâstrukturakompozitovnaosnoveépoksidnoismolyioksidafeíííilialiii AT kerčaûû mikrogeterogennaâstrukturakompozitovnaosnoveépoksidnoismolyioksidafeíííilialiii AT štompelʹví microheterogeneousstructureofcompositesonabasisepoxyresinandoxidefeiiioraiii AT demčenkovl microheterogeneousstructureofcompositesonabasisepoxyresinandoxidefeiiioraiii AT vílensʹkiivo microheterogeneousstructureofcompositesonabasisepoxyresinandoxidefeiiioraiii AT kerčaûû microheterogeneousstructureofcompositesonabasisepoxyresinandoxidefeiiioraiii |