Введение к работе
Актуальность теуц. На производстве и в технике все более широкое распространение получают композиционные материалы /КМ/ на основе полимерных связующих.Большое место среди работ по созданию новых и модификации существующих ИЛ занимают вопросы исследования дисперсно наполненных КМ.Введение разнообразных наполнителей в различных концентрациях и сочетаниях позволяет аироко варьировать свойства таких материалов.Кроме того,большое значение имеет разработка новых методов модификации известных ЮЛ,которая невозможна без контроля и детального рассмотрения возможных причин изменения свойств КМ.
Вопросы формирования равномерного и однородного распределения наполнителя по объему полимерной матрицы исследованы весь-ка слабо.Одной из важнейших задач технологии получения дисперсно наполнешінх КІЛ является разработка такой организации процесса,которая исключала бы агломерацию частиц наполнителя,особенно на начальных стадиях.В связи с этим другая малоизученная задача заключается в возможности использования вращающегося магнитного поля /ЕЛІ/ для модификации различных свойств дисперсно наполненных полимеров.Особенно интересным может быть применение подобного поля в технологии получения токопроводящих связующих /ТИС/, которые используются при изготовлении неметатлических стекло-пластиковых электронагревателей /НЭСТ/.Длительность и трудоемкость получения ТПС,многочисленные недостатки существующей технологии не позволяют полностью использовать преимущества НЭСТ перед другими типами нагревателей.
Неоднородность свойств и характеристик неметаллических нагревательных элементов /ННЭ/ ставит необходимость контроля и регулирования сопротивления ТПС и ННЭ в процессе их изготовления, газработки методов определения температурного поля по характеру распределения сопротивления ННЭ.
В;Я1 обладает большими преимуществами перед постоянным и переменніаі магнитными полями в вопросах создания полимерных ЮЛ, содержащих ферромагнитный наполнитель,с улучшенными свойствами. Существующие способы воздействия магнитных полей не препятствуют оседанию дисперсных наполнителей в объеме полимерной матрицы в процессе ее полимеризации,что приводит к значительному ухудшению исходных и эксплуатационных свойств материалов.
Целью настоящей работы является разраоі>тка физических способов регулирования структуры сетчатых полимеров в процессе их формирования,основанных на применении КЛ1,и установление при этом закономерностей и механизма структурообразования в полимерах и КМ на их основе.
В соответствии с этим были поставлены следующие основные задачи:
разработка способа воздействия ВМП на структурообразова-ние сетчатых полимеров в процессе отверждения,
разработка установки и технологии,позволяющей получать полимерные композиции,содержащие мелкодисперсный наполнитель с однородным распределением по объему матрицы,
проведение экспериментальных исследований по изменению и улучшению физико-механических,электрофизических и теплофизи-ческих свойств дисперсно наполненных КМ с помощью ВМП,
проведение исследований по совершенствованию технологии изготовления [ffl3 с помощью ВМП с целью улучшения однородности температурного поля НЭСТ,
разработка математических моделей,позволяющих прогнозировать изменение свойств материалов в процессе эксплуатации на . примера КЭСТ.
Научная новизна. Предложен способ физической модификации дисперсно наполненных КМ,содержащих ферромагнитный наполнитель, основанный на использовании ВМП в процессе перемешивания и полимеризации структур.Разработана и защищена авторским свидетельством . технология получения однородных наполненных сетчатых полимеров.
Установлено,что ВИІ оказывает существенное влияние на процесс отверздения полимера.Получен эффект увеличения температуры стеклования композиций,содержащих ферромагнитный наполнитель, на 24-27% при сокращении времени отверждения.
Обнаружен эффект увеличения удельного сопротивления токс-проводящих композиций при введении в них ферромагнитного наполнителя и обработке в Еі.їїІ.
Обнаружено изменение удельного сопротивления токопроводя-щих композиций от концентрации вводимого инертного наполнителя в зависимости от его дисперсности.
Установлена зависимость удельного сопротивления наполненных структур от времени обработки композиции в ВМП.
Разработан способ получения ТПС с использованием ВМП.зна-
чптельно повышающий однородность связующих и сокращающий время гас получения в 35-45 раз.
Разработана тепловая модель ШЭ,позволяющая прогнозировать изменение его характеристик в ходе эксплуатации с учетом изменений, происходящих в материале.
Практическая значимость работы. Предложенный метод использования ВШ, позволяющий значительно улучшать физико-механичес-киэ,электрофизические и теплофизические свойства дисперсно наполненных ЮЛ в зависимости от вида,концентрации и дисперсности наполнителя,а также величины магнитной индукции поля и времени его воздействия,направлен на создание однородных изотропных КІЛ с вксокиш значениями надежности и долговечности.
Предложенные изменения технологии приготовления ТПС с целью уменьшения размеров коллоидных частиц в растооре связующего с использованием ВМП и инертных /неэлектропроводящих/ наполнителей значительно повышают равномерность температурного поля НЭСТ, обоспечивагат стабильность высоких значений сопротивлений ТПС и повышают надежность нагревателей.
Полученные в диссертации материалы способствуют дальнейшему развитию физики и технологии дисперсно наполненных композитов, созданию на их основе равномерно структурирован их материалов и изделий с улучшенными свойствами,продолжению работ по совершенствованию ННЭ и НЭСТ
Апробация работы. Результаты диссертации докладывались на Второй школе молодых ученых МЭИ /Москва,1986г./.Третьей Всесоюзной конференции по механике неоднородных структур /Львов,1991г./.
Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 6 печатных работах,список которых приведен в конце автореферата.
Структура и объем диссертации.Диссертация состоит из вве-до:н;я,пости глав, заключения, с писка литературы и приложений.Она включает 251 страницу машинописного текста.включая 73 рисунка, 21 таблицу и 11 страниц приложений.Список литературы содержит 202 названия.