Введение к работе
Актуальность работы. Хорошо известно, что полимерные материалы находят самое широкое применение в различных областях промышленности и техники, а также в быту. Это в первую очередь связано с тем, что полимеры обладают рядом уникальных механических свойств. В связи с этим неудивительно, что огромное количество исследований посвящено изучению механических свойств полимерных материалов и механизмов их деформации.
Однако следует отметить, что в природе, быту и промышленности чистые полимерные материалы практически не встречаются, в связи с чем бурно развивается наука о композиционных материалах. Наиболее часто используются на практике и поэтому в наибольшей степени изучены волокнистые композиционные материалы, построенные по принципу "усиливающее волокно в полимерной матрице". В настоящее время достаточно подробно изучены различные свойства таких композиционных материалов, в том числе и структурно-механические.
Другой разновидностью композиционных материалов являются системы, построенные по принципу "покрытие на полимере-подложке". Такие системы также нашли широкое практическое применение, например, в микроэлектронике, вычислительной технике и упаковочной промышленности. Необходимо отметить, что системы, построенные по принципу "оболочка - основание" или "оболочка -сердцевина", чрезвычайно широко распространены и в окружающем мире (плоды растений, тела животных и т. д.), в связи с чем изучение фундаментальных свойств таких систем имеет большое значение не только для материаловедения.
Многие свойства подобных систем уже достаточно подробно изучены, однако практически не исследованы структурно-механические аспекты их деформации. В единичных работах, посвященных исследованию таких систем, отмечают необычный характер разрушения покрытия при деформировании полимера-подложки.
В недавних работах по изучению особенностей деформации системы сшитый каучук - платиновое покрытие впервые было обнаружено явление возникновения регулярного микрорельефа, а также регулярное разрушение покрытия на однородные по размерам фрагменты при деформировании подобных систем. Полученные результаты позволяют предположить, что обнаруженные явления не являются характеристическим свойством изученных систем, а носят более общий характер. Для подтверждения или опровержения этого предположения необходимы дальнейшие структурно-механические исследования систем "тонкое твердое покрытие на податливой полимерной подложке".
Цель работы: Выявление наиболее общих структурно-механических свойств систем "твердое покрытие на полимерном основании" и, в частности, при использовании не упругой, а пластичной подложки - термопластичного полимера полиэтилентерефталата, а также в изучении влияния условий деформирования и ряда других факторов на поверхностное струкгурообразование такого рода систем.
Научная новизна работы определяется тем, что в ней впервые:
с помощью метода электронной микроскопии исследованы процессы возникновения регулярного микрорельефа и регулярного разрушения тонкого платинового покрытия, нанесенного на полиэтилентерефталатные пленки;
выведены количественные соотношения между основными параметрами структур, возникающих при деформировании системы полиэтилентерефталат - платиновое покрытие (периода микрорельефа и среднего размера фрагментов разрушения покрытия) и условиями деформирования и свойствами материала покрытия и подложки;
предложена прямая микроскопическая методика для количественной оценки величины пластической деформации покрытия при деформировании полимера-подложки;
показано, что анализ картины разрушения покрытия при деформировании полимера-подложки дает информацию о механизме деформации полимера, которую очень трудно, или даже невозможно получить другим способом;
проведена оценка величины межфазной адгезии покрытия и подложки и установлена важная роль межфазной поверхностной энергии в процессах поверхностного структурообразования, имеющих место при деформировании указанных систем;
всесторонне исследовано влияние среды и температуры деформирования на образование микрорельефа и картину разрушения платинового покрытия, при деформировании полиэтилентерефталатной подложки.
Практическая значимость работы.
-
Полученные в работе результаты могут быть использованы при создании высокорегулярных структур с определенными параметрами. Такие системы можно использовать в качестве подложек, например, для ориентации жидких кристаллов.
-
Получаемые в результате деформирования полимерные пленки имеют регулярный микрорельеф, что придает им уникальные оптические свойства. Такие пленки эффективно преломляют и рассеивают свет, что позволяет рассматривать их как высокорегулярные дифракционные решетки, параметры которых, можно регулировать в широких пределах.
3. Анализ картин разрушения покрытия, возникающих при деформировании полимера-подложки позволяет получать новую информацию о механизмах деформации полимеров, которую очень трудно или даже невозможно получить другим способом.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на четвертом Российском симпозиуме (с международным участием) "Жидкокристаллические полимеры", Россия, Москва, 24-28 января 1999 г.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 основных глав, общих выводов и списка использованной литературы.
Диссертация изложена на 164 страницах машинописного текста, включая 72 рисунка. Список использованной литературы состоит из 64 наименований.
