ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL SCIENCE AND INNOVATION

SPECIAL ISSUE «MODERN TENDENCIES OF TEACHING PHYSICS IN THE ENVIRONMENT OF INFORMATION AND INNOVATIVE TECHNOLOGIES: PROBLEMS AND SOLUTIONS» APRIL, 2024 | ISSN: 2181-3337 | SCIENTISTS.UZ

ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ 1Ю.У.Марданова, 2Д.И.Камалова

преподаватель кафедры «Общая физика», НавГГТУ 2Профессор кафедры «Физика и астрономия», НавГПИ https://doi.org/10.5281/zenodo.10999053

Аннотация. В данной статье рассматривается исследование физико-механических свойств композиционных полимерных материалов.

Ключевые слова: полимер, композиция, физические свойства, химические свойства, температура, наполнитель.

На основе теоретических сведений, нами проведены исследования по определению физико-механические свойства полистирола, он представляет собой термопластичный полимер линейного строения. Для ПС характерны легкость переработки, склеиваемость, хорошая окрашиваемость в массе и очень хорошие диэлектрические свойства, так как удельное электрическое сопротивление составляет 1015 Ом-см. Термодеструкция начинается при 200°С и сопровождается выделением мономера. При температурах выше 50°С снижается формоустойчивость.

Исследования, растворенные в водной среды частичек сажи электронным микроскопом, показывает размер частиц сажи 25-35 нм. Частицы сажи имеют сферическую форму и состоят из отдельных кристаллитов неупорядоченного размещения, каждая из кристаллитов состоят из нескольких параллельных, плоских решетков атомов углерода.

Исследовании дисперсности частичек сажи показывают распределение размера частиц от 10 до 100 нм и удельная поверхность 250 м2/г. Встречаются крупные частицы сажи диаметром порядка 300 мкм, удельная поверхность которых 15 кг/м3, насыпная плотность сажи составляет 100-350 кг/м3.

Установлено, что при температуре ниже 800°С термическое разложение углеводородов происходит очень медленно и углерод в твердой фазе выделяется лип в присутствии катализаторов. При 800-900°С углерод образуется главным образом на твердой поверхности. При температуре выше 1000°С основное количество углеводородов уже разлагается с образованием сажи в реакционном объеме.

Упрощенно механизм образования частиц сажи можно представить следующим образом. Под действием высокой температуры молекулы углеводородов распадаются на свободные углеводородные радикалы и атомы водорода. Взаимодействие радикалов друг с другом и с исходными углеводородами приводит к образованию новых радикалов и молекул термостойких соединений, которые служат основой будущих сажевых частиц. К ним присоединяются образующиеся в зоне реакции новые углеводородные радикалы. Происходит соединение атомов углерода в кристаллические образования, а сажевых кристаллитов - в частицы сажи. Диаметр сажевых частиц будет тем меньше, чем выше температура процесса.

В результате контрольных исследований каолина нами были определены физико-механические и технические свойства каолина, которые приведены ниже.

Как видно из таблицы 1 и 2, что каолин является материалом с тонким рассеиванием частиц, он слоистый и химически инертный, то пригоден для того, чтобы быть функциональным наполнителем. У каолина слабокислый или нейтральный водородный

INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL SCIENCE AND INNOVATION

SPECIAL ISSUE «MODERN TENDENCIES OF TEACHING PHYSICS IN THE ENVIRONMENT OF INFORMATION AND INNOVATIVE TECHNOLOGIES: PROBLEMS AND SOLUTIONS» APRIL, 2024 | ISSN: 2181-3337 | SCIENTISTS.UZ

показатель (рН) дисперсии воды (10%), и его поставляют с указанным распределением частичек по размерам. Таблица 1

Физико-химические свойства каолина

Массовая доля растворимых Са и Mg в водной вытяжке, мг-экв/100 г, не более 1,8

Массовая доля хлор-ионов (СГ) в водной вытяжке, %, не более 0,7

Массовая доля сульфат-ионов ^042-) в водной вытяжке, % не более 0,6

Емкость поглощения каолинов, мг/г, не более 15,0

Концентрация водородных ионов в водной вытяжке (рН), не более 9,5

Спекания образцов 1450-1500

Плавления 1720-1750

Суммарная удельная активность естественных радионуклидов, Бккг-1, не более 370

Таблица 2 Физико-механические характеристики каолина

Пластичность по Аттербергу 5-7

Предел прочности при изгибе в сухом состоянии, мПа, не менее 0,6

Плотность каолина высушенного при 100°С, г/см3 2,8

Усадка воздушная, % 0,8-2,8

Усадка в обжиге (1300°С), % 9,2-11,1

До уплотнения, не менее 380

В разных областях промышленности нашел свое место каолин, так как он имеет полезные свойства как химические, так и физические: гидрофильность, дисперсность, устойчивость к огню, наличие в достаточном количестве оксида алюминия, пластичность, химическая неактивность, хорошие свойства диэлектрика после обжига, малая плотность, нет трудностей при измельчении, нет абразивных частиц.

REFERENCES

1. Д.Камалова и др. Влияние термообработки и толщины оксидного слоя на характеристики полупроводниковых материалов. "Universum: технические науки". Россия. Декабрь, 2016. №12(33). 38-40 стр.

2. Д.Камалова и др. Роль промежуточного окисного слоя при термообработке для оптимизации параметров композиционных полупроводниковых материалов. "Композиционные материалы". Ташкент. 2017. №4. 48-50 стр.

3. D.Kamalova, Y.Mardanova. Study of electron paramagnetic resonance and frequency dependence of conductivity and soot filled polystyrene. "International Journal of Early Childhood Special Education". (INT-JECSE). DOI:10.9756/INTJECSE/V14I6.264 ISSN: 1308-5581 Volume. 14. Issue. 06. 2022. pp. 2127-2130. Web of Science