Локализация дефектов в полимерных материалах.

Введение 3
2 Дефектообразование в полимерах 5
2.1 Дефекты в термопластических полимерах 5
2.2 Дефекты в композитных материалах 10
3 Методы обнаружения дефектов 15
3.1 Термографический контроль 15
3.2 Акустический контроль 16
3.3 Оптический контроль 16
3.5 Радиационный контроль 19
Заключение 21
Список использованных источников 22

Весь текст будет доступен после покупки

Основная характеристика полимерных материалов заключается в том, что, в отличие от других кристаллических материалов, они никогда не бывают полностью кристаллическими, а являются полукристаллическими и состоят из кристаллов, встроенных в аморфную фазу, образующих сильно взаимосвязанную систему [1]. Образование дефектов происходит в результате нарушения расположения частиц, из которых состоит структура реальных кристаллов.
Изучение причин образования дефектов является важным вопросом в науке, так как они оказывают значительное влияние на характеристики электронных устройств, на пластичные и прочностные свойства кристаллов, на проводимость электронов, ионов и т.д. [2]. В металлических и неорганических поликристаллических материалах дефекты играют важную роль в изменении макроскопических свойств. Чтобы понять влияние конкретных дефектов на свойства материалов, оказалось полезным изолировать дефект путем создания бикристаллов между двухкомпонентными монокристаллами. Таким образом, можно однозначно определить геометрию зернограничного дефекта и его влияние на макроскопические свойства. В кристаллических полимерах было бы полезно установить аналогичную глубину понимания взаимосвязи между дефектной структурой и макроскопическими свойствами.

Весь текст будет доступен после покупки

2 Дефектообразование в полимерах
Образование дефектов в полимерных структурах при внешнем воздействии (например, температура, радиационное воздействие и т.д.) носит беспорядочный характер. Остается открытым вопрос о локализации образовавшихся дефектов в структуре. Изменения в структуре обусловлены несколькими факторами, а именно реакциями сшивания и деструкции макромолекул в аморфных областях. Также структурные изменения и свойства привитых материалов происходят при различных модификациях процесса прививки. Существующие в макромолекулах сшивки, микроразрывы оказывают влияние на структуру самих дефектов, их накопление и локализацию. При этом влияние происходит на всю систему в целом[4].
2.1 Дефекты в термопластических полимерах
Дефекты, образованные при изготовлении материалов из пластмасс имеют большой спектр происхождения. При нарушении рецептуры используемых компонентов возникают дефекты состава, при неправильном подборе технологического режима производства в структуре наблюдаются дефекты формования
Дефекты состава возникают при неправильном подборе состава пластмассы, дефекты формования возникают при нарушении технологического режима производства, дефекты отделки связаны с неправильной обработкой материалов во время проведения процесса и уже готовых изделий (декорирование).
Рассмотрим наиболее подробно данные дефекты. Дефекты состава возникают при нарушении рецептуры используемых материалов для формования, использование компонентов низкого качества, а также при неправильном подборе соотношения компонентов.
К числу дефектов состава относят:
1. инородные включения - дефекты, образующиеся в результате загрязнений материалов или оборудовании изготовления
2. пористость – дефект в виде зоны, содержащей большое количество пор
3. отклонение от требуемого состава – дефект образуется в результате значительных нарушений рецептуры исходного материала.
4. повышенное влагопоглощение – дефект, возникающий при наличии большого количества гигроскопических наполнителей[5].
Дефекты формы возникают в связи с недостатками конструкции формы и формовочных машин, неправильным выбором или нарушением режима переработки пластмасс. Особенно важным является соблюдение температурного режима и продолжительности процесса формования. При отклонениях от оптимальной температуры формования, неравномерном прогреве форм, быстром или замедленном охлаждении могут происходить деструктивные процессы, возникать значительные внутренние напряжения, вызывающие деформацию изделий, появление дефектов внешнего вида.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Martin, D.C., Viney, C. Defects in Polymers. MRS Bulletin 20, 13–17 , 1995.
2 Карташова Е. Д., Муйземнек А. Ю. Технологические дефекты полимерных слоистых композиционных материалов // Известия вузов. Поволжский регион. Технические науки. 2017. №2 (42).
Zhong, M., Wang, R., Kawamoto, K., Olsen, B. D., Johnson, J. A. (2016). Quantifying the impact of molecular defects on polymer network elasticity. Science, 2016, 353(6305), 1264-1268.
3 Wang, R., Alexander-Katz A., Johnson J. A., Olsen B. D. Universal cyclic topology in polymer networks. Physical review letters, 2016. 116(18).
4 Claudio De Rosa, Finizia Auriemma Defects and Disorder in Polymer Crystals Acc. Chem. Res. 2006. p. 314–323.
5 Flory P. J. Theory of elasticity of polymer networks. The effect of local constraints on junctions. J. Chem. Phys. 66, 1977.
6 Хильчевский В.В., Кондратюк С.Е., Степаненко В.А., Лопатько К.Г. Материаловедение и технология конструкционных материалов: Учебное пособие. 2002 328 с.

Весь текст будет доступен после покупки