Применение модели диффузно-ограниченной агрегации для изучения вклада характеристик матрицы в формирование свойств структурно-неоднородных материалов с агломерированным наполнителем
Аннотация
Изучено влияние свойств матрицы на электропроводность композиционного материала. Для исследования процессов агломерирования — деагломерирования наполнителя с учетом стохастической компоненты формирования свойств выбрана модель диффузноограниченной агрегации. Входными параметрами модели являются: объемная концентрация свободных частиц; количество центров агрегации; вероятность прилипания свободной частицы к агрегату; скорость перемещения свободных частиц. В качестве параметра полимерной матрицы, влияющего на степень агломерирования наполнителя и технологию изготовления, выбрана вязкость материала. Моделирование вклада вязкости в распределение агрегатов дисперсного наполнителя по объему полимерной матрицы выполнялось с помощью следующих параметров модели: вероятность прилипания свободной частицы к агрегату, скорость перемещения свободных частиц. На модельных экспериментах установлено, что при увеличении скорости перемешивания (уменьшении вязкости) электропроводность композиционного материала меняется слабо. Проведены экспериментальные исследования, позволяющие проверить выявленные модельные закономерности. Экспериментальные исследования наполненных техническим углеродом каучуков подтвердили результаты модельных экспериментов: влияние вязкости матрицы на электропроводность композиционного материала ослабляет действие технического углерода повышенной структурности. Поэтому, учитывая технологическую сложность наполнения высокоструктурным техническим углеродом каучука повышенной вязкости, такой способ регулирования электропроводности можно считать неэффективным.При высокой вязкости изменение концентрации реагирует сильнее на свойства, чем влияние процессов агломерирования — деагломерирования по постоянной концентрации.
DOI 10.14258/izvasu(2015)1.2-07
Скачивания
Metrics
Литература
Минакова Н.Н. Работа резистивных полимерных многокомпонентных материалов в электроустановках. - Барнаул, 1997.
Голицын В.П., Минакова Н.Н. Промышленная технология изготовления электротехнических изделий из высоконаполненных эластомеров // Композиты - в народное хозяйство России (Композит-97) : сб. тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф. / Алт. гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова. - Барнаул, 1997.
Гуль В.Е., Шенфиль Л.З. Электропроводящие полимерные композиции. - М., 1984.
Минакова Н.Н. Расчетные модели прогноза свойств и анализа проводимости структурно-неоднородных композиционных материалов // Электротехника. - 2000. - № 9.
Горелов В.П., Минакова Н.Н., Грунин В.К. Применение электропроводящего технического углерода для резисторов энергетического назначения // Получение и свойства электропроводящего технического углерода : сб. науч. тр. ВНИИТУ / ЦНИИТЭнефтехим. - Омск, 1981.
Witten T.A., Sander L.M. Diffusion-limited aggregation as a kinetical critical phenomena // Phys. Rev. Lett. - 1981. - Vol. 47, № 19.
Бортников А.Ю., Минакова Н.Н. Текстурно-фрактальный анализ микроскопических срезов образцов композиционных материалов, наполненных техническим углеродом // Известия Томского политехнического ун-та. - 2006. - Т. 309, № 6.
Минакова Н.Н., Карпов С.А., Ушаков В.Я. Текстурный метод исследования резистивных свойств дисперсно-наполненных эластомеров // Известия вузов. Физика. - 2000. - Т. 43, № 10.
Бортников А.Ю., Минакова Н.Н. Анализ структуры электропроводящих высоконаполненных полимеров с агломерированными компонентами // Известия вузов. Физика. - 2006. - Т. 49, № 11.
Новицкая С.П., Нудельман З.Н., Донцов А.А. Фторэластомеры. - М., 1988.
Энциклопедия полимеров : в 3 т. Т. 1 / под ред. В.А. Каргина. - М., 1972; Т. 3 / под ред. В. А. Кабанова. - М., 1977.
