Polimēru nanokompozītmateriālu termofizikālo un mehānisko īpašību eksperimentālā izpēte un modelēšana

Abstract

Promocijas darbā ir apkopoti mehānisko un termofizikālo īpašību kompleksā pētījuma rezultāti epoksīda bāzes nanokompozītmateriāliem (NK). Eksperimentāli ir pētīta un aprakstīta epoksīda saistvielu un to bāzes NK mitruma absorbcijas kinētika plašā mitruma intervālā. NK elastības raksturlielumi ir eksperimentāli pētīti, kā arī aprakstīti, izmantojot Halpina-Tsai un Norrisa mikromehāniskos modeļus un ievērojot pildvielas daļiņu morfoloģiskās īpatnības. NK viskoelastīgā uzvedība ir analizēta pēc ilgtermiņa mitruma ietekmes. Eksperimentāli iegūtās NK šļūdes līknes ir aproksimētas, izmantojot Bolcmaņa-Volterra lineāro integrālo vienādojumu, ņemot vērā mitruma-laika analoģijas principu. Termomehāniskās analīzes pielietošana ļauj noteikt pamata likumsakarības NK stiklošanās temperatūrai ar dažādu pildvielas saturu un pie dažādiem mitruma daudzumiem. Atslēgas vārdi: polimēri, nanokompozītmateriāli, mehāniskās īpašības, termofizikālās īpašības, mitrums

The doctoral thesis generalizes results of complex research of mechanical and thermophysical properties of epoxy-based nanocomposites (NC). The kinetics of moisture absorption of epoxy matrix and epoxy-based NC is experimentally investigated and described in a wide humidity interval. Elastic characteristics of NC are experimentally investigated and described using Halpin-Tsai and Norris micromechanical models considering morphological features of filler particles. Viscoelastic behavior of epoxy resin and NC is analyzed after long-term moisture influence. Experimentally obtained creep curves for NC are approximated by means of linear integral equation of Boltzmann-Volterra considering a principle of moisture-time analogy. Application of thermomechanical analysis allowed establishing basic regularities for glass transition temperature for NC. Keywords: polymers, nanocomposites, mechanical properties, thermophysical properties, moisture