Феноменологическое описание взаимосвязи “структура–свойство” отвердителей эпоксидных олигимеров по спектрам внутреннего трения

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Проведен теоретический анализ экспериментальных результатов спектров внутреннего трения и температурно-частотных зависимостей, полученных методом свободных затухающих крутильных колебаний для различных по химической природе жидких отвердителей эпоксидных олигомеров: ТЭТА, ПЭПА, ИМТГФА. Рассмотрены основные феноменологические модельные представления, на базе которых проводился расчет различных физико-механических и физико-химических характеристик локальных диссипативных процессов, которые могут иметь различные механизмы внутреннего трения (гистерезисный, фазовый, релаксационный).

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. А. Ломовской

Институт физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН

Email: svetlanka.mazurina@mail.ru
Россия, 119071, Москва, Ленинский просп., 31, корп. 4

С. А. Шатохина

Институт физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: svetlanka.mazurina@mail.ru
Россия, 119071, Москва, Ленинский просп., 31, корп. 4

И. Д. Симонов-Емельянов

МИРЭА – Российский технологический университет (Институт тонких химических технологий имени М. В. Ломоносова)

Email: svetlanka.mazurina@mail.ru
Россия, 119571, Москва, просп. Вернадского, 86

Список литературы

  1. Иржак В.И. Эпоксидные полимеры и нанокомпозиты. Черноголовка: “Редакционно-издательский отдел ИПХФ РАН”, 2021. 319 с.
  2. Dwyer D.B., Isbill S., Brubaker Z.E., Keum J.K., Bras W., Niedziela J.L. Thermally induced structural transitions in epoxy thermoset polymer networks and their spectroscopic responses // ACS Applied Polymer Materials. 2023. V. 5. № 8. P. 5961–5971. https://doi.org/10.1021/acsapm.3c00637
  3. Lv G.X., Shen C.T., Shan N., Jensen E., Li X., Evans C.M., Cahill D.G. Odd–even effect on the thermal conductivity of liquid crystalline epoxy resins // Proceedings of the National Academy of Sciences. 2022. V. 119. № 46. P. e2211151119. https://doi.org/10.1073/pnas.2211151119
  4. Lv G.X., Jensen E., Shen C.T., Yang K.X., Evans C.M., Cahill D.G. Effect of amine hardener molecular structure on the thermal conductivity of epoxy resins // ACS Applied Polymer Materials. 2021.V. 3. P. 259–267. https://doi.org/10.1021/acsapm.0c01074
  5. Morgan R.J., Oneal J.E. Effect of epoxy monomer crystallization and cure conditions on physical structure, fracture topography, and mechanical response of polyamide-cured bisphenol-A-diglycidyl ether epoxies // Journal of Macromolecular Science. Part B: Phys. 1978. V. 15. № 1. P. 139–169. https://doi.org/10.1080/00222347808212250
  6. Этиленамины. https://pdfslide.net/documents/-dow-chemical-.html?page=4 (accessed on November 20, 2023).
  7. Мошинский Л. Эпоксидные смолы и отвердители (структура, свойства, химия и топология отверждения) // Телль-Авив: Аркадия пресс Лтд, 1995. С. 370.
  8. Ли Г., Невилл К. Справочное руководство по эпоксидным смолам. Пер. с. англ. / под ред. Александров Н.В. Москва: Энергия, 1973. С. 415.
  9. Чернин И.З., Смехов Ф.М., Жердев Ю.В. Эпоксидные полимеры и композиции. Москва: Химия, 1982. С. 232.
  10. Катаев В.М., Попов В.А., Сажин Б.И. Справочник по пластическим массам: в 2-х т. Москва: Химия, 1975. Т. 2. С. 568.
  11. Lidaoik М. Epoxydove Priskioice. Praha (Czecho-Slovakia): SNTL. 1983.
  12. Brojer Z., Hertz Z., Penczek Р. Ziwice Epoksydowe. Warszawa (Polska): WNT. 1981.
  13. Отвердители ПЭПА и ТЭТА: различия и характеристики. https://linux-admins.ru/otverditeli-pepa-i-teta (accessed on November 20, 2023).
  14. Ломовской В.А. Проблемы структурообразования в дисперсных системах // Научное издание “Современные проблемы физической химии. М.: “Граница”, 2005. С. 193–209.
  15. Постников В.С. Внутреннее трение в металлах. М.: Металлургия, 1969. 330 с.
  16. Криштал М.А., Головин С.А. Внутреннее трение и структура металлов. М.: Металлургия, 1976. 376 с.
  17. Мешков С.И. Вязкоупругие свойства металлов. М.: Металлургия, 1974. 192 с.
  18. Внутреннее трение в металлах и сплавах. Сб. научных трудов ИМЕТ АН СССР. М.: Наука, 1970. 208 с.
  19. Внутреннее трение в металлах, полупроводниках, диэлектриках и ферромагнетиках. Сб. научных трудов АН СССР. М.: Наука, 1978. 240 с.
  20. Гриднев С.А. Механизмы внутреннего трения в сегнетоэлектриках и сегнетоэластиках. Воронеж: Воронежский государственный технический университет, 1983. 360 с.
  21. Механизмы релаксационных явлений в твердых телах. Сб. научных трудов АН СССР. Каунас: КПИ, 1974. 364 с.
  22. Бартенев Г.М., Бартенева А.Г. Релаксационные свойства полимеров. М: Химия. 1992. С. 384.
  23. Шутилин Ю.Ф. Физикохимия полимеров. Воронеж: Обл. тип, 2012. 838 с.
  24. Пановко Я.Г. Внутреннее трение при колебаниях упругих систем. М.: Физматгиз, 1960. 194 с.
  25. Гранато А, Люкке К. Дислокационная теория поглощения // Ультразвуковые методы исследования дислокаций. М.: Изд-во ИЛ, 1963. С. 27–57.
  26. Мазурин О.В., Стрельцина М.В., Швайко-Швайковская Т.П. Свойства стекол и стеклообразующих расплавов. Справочник. В 4-х томах. М.: Наука, 1975.
  27. Каталог отвердителей эпоксидных смол // ХИМЭКСЛимитед https://disk.yandex.ru/i/ScB6NV_oHfEBmg (accessed on November 10, 2023).
  28. Ломовской В.А. Устройство для исследования локальных диссипативных процессов в твердых материалах различной химической природы, строения и структуры // Научное приборостроение. 2019. Т. 29. № 1. С. 33–46.
  29. Терентьева Э.П., Удовенко Н.К., Павлова Е.А. Химия древесины, целлюлозы и синтетических полимеров: учебное пособие. Ч. 1. Санкт-Петербург: СПбГТУРП, 2014. С. 53.
  30. Асламазова Т.Р., Ломовской В.А., Шоршина А.С., Золотаревский В.И., Котенев В.А., Ломовская Н.Ю. Температурно-частотные области неупругости в композитах канифоль-медь и канифоль-целлюлоза // Журнал физической химии. 2022. Т. 96. № 1. С. 144–152. https://doi.org/10.31857/S0044453722010034
  31. Асламазова Т.Р., Котенев В.А., Ломовская Н.Ю., Ломовской В.А., Цивадзе А.Ю. Диссипативные процессы в акриловом полимере, локализованном на металлических подложках // Журнал физической химии. 2022. Т. 96. № 5. С. 707–715. https://doi.org/10.31857/S0044453722050028
  32. Ломовской В.А., Чугунов Ю.В., Шатохина С.А. Методика исследования внутреннего трения в режиме свободно-затухающего колебательного процесса (Часть 1). // Научное приборостроение. 2023. Т. 33. № 4. С. 60–72.
  33. Асламазова Т.Р, Котенев В.А., Ломовская Н.Ю., Ломовской В.А., Шатохина С.А., Цивадзе А.Ю. Анализ диссипативных процессов в наполненном полимере с привлечением данных механической релаксационной спектроскопии // Журнал физической химии. 2020. Т. 94. № 7. С. 1054–1058. https://doi.org/10.31857/S0044453720070067
  34. Асламазова Т.Р., Котенев В.А., Ломовская Н.Ю., Ломовской В.А., Цивадзе А.Ю. Диссипативные процессы в облученных латексных полимерах // Химия высоких энергий, 2019. Т. 53. № 5. С. 369–374. https://doi.org/10.1134/S0023119319050024
  35. Lomovskoy V.A., Shatokhina S.A., Chalykh A.E., Matveev V.V. Spectra of internal friction in polyethylene // Polymers. 2022. V. 14. № 4. P. 675. https://doi.org/10.3390/polym14040675
  36. Ломовской В.А. Структурные подсистемы и явления механической релаксации в неорганических стеклах // Неорганические материалы. 1999. Т. 35. № 3. С. 382–384.
  37. Ломовской В.А. Спектpы внутpеннего тpения и диссипативная подвижность элементов агpегатной и модифициpующих подсистем // Материаловедение. 2007. № 2. С. 3–10.
  38. Ломовской В.А. Спектры внутреннего трения и диссипативная подвижность элементов агрегатной и модифицирующих подсистем // Материаловедение. 2007. № 3. С. 3–12.
  39. Ломовской В.А. Спектры внутреннего трения и диссипативная подвижность элементов агрегатной и модифицирующих подсистем // Материаловедение. 2007. № 4. С. 3–11.
  40. Физическая энциклопедия / под ред. Прохорова А.М. М.: Большая Российская энциклопедия, 1992.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Структурные формулы ТЭТА, ПЭПА, ИМТГФА.

Скачать (46KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Структурная формула целлюлозы.

Скачать (48KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Эпюры свободно затухающего колебательного процесса, возбуждаемого в исследуемом образце – (а) в изотермическом режиме T = const импульсным воздействием – (б). Развертка временной зависимости угла закручивания φ(t) – (в) относительно продольной оси Z образца. Деформация, возникающая в образце – (г) и касательные напряжения σij – (д) [28, 32].

Скачать (176KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Спектр внутреннего трения λ = f(T) композитной системы “ТЭТА–целлюлоза” (кривая 1) и целлюлозной подложки (кривая 2) – (а); спектр λ = f(T) этой же композитной системы “ТЭТА–целлюлоза” без диссипативных потерь, вносимых целлюлозной подложкой – (б); температурная зависимость частоты ν = f(T) в композитной системе “ТЭТА–целлюлоза” – (в).

Скачать (171KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Спектр внутреннего трения λ = f(T) композитной системы “ПЭПА–целлюлоза” (кривая 1) и целлюлозной подложки (кривая 2) – (а); спектр λ = f(T) этой же композитной системы “ПЭПА–целлюлоза” без диссипативных потерь, вносимых целлюлозной подложкой – (б); температурная зависимость частоты ν = f(T) в композитной системе “ПЭПА–целлюлоза” – (в).

Скачать (173KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Спектр внутреннего трения λ = f(T) композитной системы “ИМТГФА–целлюлоза” (кривая 1) и целлюлозной подложки (кривая 2) – (а); спектр λ = f(T) этой же композитной системы “ИМТГФА–целлюлоза” без диссипативных потерь, вносимых целлюлозной подложкой – (б); температурная зависимость частоты в композитной системе “ИМТГФА–целлюлоза” – (в).

Скачать (171KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Обобщенное схематическое изображение соотношения твердого и жидкого агрегатного состояния в отвердителе; а – спектр внутреннего трения λ = f(T), б – температурная зависимость частоты ν = f(T).

Скачать (172KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024