МЕТОД РОЗРАХУНКУ ЕФЕКТИВНИХ ПРУЖНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ПОЛІМЕРІВ З ОРІЄНТОВАНОЮ СТРУКТУРОЮ

Автор:

Синюк Олег Миколайович, Хмельницький національний університет, м. Хмельницький, Україна

Мова статті: українська

Анотація:

Актуальність теми дослідження

Сьогодні проблема переробки відходів полімерних матеріалів є актуальною не тільки з позиції охорони навколишнього середовища, але й пов'язана з тим, що в умовах дефіциту полімерної сировини пластмасові відходи стають потужним сировинним і енергетичним ресурсом.

Постановка проблеми

В процесі переробки полімерних відходів на першому етапі їх слід піддати витяжці, яка забезпечує перехід з неорієнтованого стану кристалічних полімерів до орієнтованого. Це приведе до зміни пружних властивостей полімерів, які можна пов’язати з кінцевою деформацією основних рівнів надмолекулярної структури полімеру.

Аналіз останніх досліджень і публікацій

В результаті структурного аналізу, проведеного різними фізичними методами, встановлено, що в неорієнтованому стані полімерів сферолітної будови можна виділити два основних рівня надмолекулярної структури полімеру – сфероліти, що мають неоднорідну кристалічну структуру, і аморфну частину, що має однорідну невпорядковану структуру.

Виділення недосліджених частин загальної проблеми

Існуючі сьогодні механічні моделі полімерів не враховують особливості будови надмолекулярної структури полімерів, взаємозв’язок між аморфними і кристалічними компонентами, не дозволяють кількісно спостерігати за структурними змінами, що відбуваються в процесі деформації полімеру.

Постановка завдання

Розробка методу розрахунку ефективних пружних властивостей полімерів з орієнтованою структурою. Метод базується на структурній теорії витяжки частково кристалічних полімерів, яка заснована на гіпотезі про існування кількісного співвідношення між параметрами витяжки, характеристики надмолекулярної структури і показниками механічних властивостей основних структурних рівнів, що утворюються на певних етапах витяжки.

Викладення основного матеріалу

Процес орієнтованої витяжки моделюється у вигляді рівномірного стиснення / розтягування з коефіцієнтом трансформації, рівним ступеню витяжки. Запропонований підхід породив теорії однорідних структурних напружень і ефективного модуля для сферолітної надмолекулярної структури. Були отримані рівняння, які дозволили прогнозувати структурні напруження і пружні характеристики орієнтованих аморфно-кристалічних полімерів сферолітної структури. Теорія дозволяє описати вплив ступеня витяжки на пружні властивості аморфно-кристалічних полімерів.

Висновки

В роботі отримані залежності, що дозволяють визначити ступінь витяжки, при якій починається руйнування сферолітної структури, що дало змогу розробити методику визначення ступеня граничної витяжки, при якій сферолітна структура перетворюється на фібриллярну. Дана методика може використовуватися при проектуванні обладнання для переробки полімерних відходів.

Ключові слова:

відходи, полімер, руйнування, сфероліт, витяжка, фібрила

Список використаних джерел:

  1. Баранов В. Г. Наблюдение прямой генетической связи между сферолитным и ориентационным надмолекулярным порядком / В. Г. Баранов, К. А. Гаспарян, С. Я. Френкель // Докл. АН СССР. – 1968. – Т. 183, № 1. – С. 137–140.

  2. Электронно-микроскопическое изучение процесса ориентирования поликапроамида / С. Н. Журков, В. А. Марихин, Л. П. Мясникова, А.И. Слуцкер // Высокомолекулярные соединения. Сер. А. – 1965. – Т. 7, № 6. – С. 1041–1044.

  3. Каргин В. А. Изучение процессов растяжения и сокращения пленок полиэтилена со сферолитными структурами / В. А. Каргин, В. И. Селихова, П. С. Маркова // Высокомолекулярные соединения. Сер. А. – 1965. – Т. 7, № 9. – С. 1495–1499.

  4. Синюк О. М. Модель будови недеформованих полімерів сферолітної структури / О. М. Си­нюк // Вісник Хмельницького національного університету. – 2016. – № 3 (237). – С. 181–188.

  5. Уорд И. М. Механические свойства твердых полимеров / И. М. Уорд. – М. : Химия, 1975. – 350 с.

  6. Takayanagi M. Mechanical properties and fine structure of draw polymers / M. Takayanagi, K. Imada, T. Kajiyama // J. Polymer Sci. – 1966. – Part C. – № 15. – Pр. 263–281.

  7. Odajima A. Calculation of the elastic constant and the lattice energy of the polyethylene crystal / A. Odajima, T. Maeda // J. Polymer Sci. – 1966. – Part C. – № 15. – Pр. 55–74.

  8. Перепелкин К. Е. Структура и структурная механика полимерных волокон: современные представления / К. Е. Перепелкин // Химические волокна. – 2009. – № 1. – С. 11–20.

  9. Синюк О. М. Визначення пружних властивостей аморфно-кристалічних полімерів сферолітної структури / О. М. Синюк // Вісник Вінницького національного технічного університету. – 2016. – № 6. – С. 8.

  10. Привалко В. П. Молекулярное строение и свойства полимеров / В. П. Привалко. – Л. : Химия, 1986. – 240 с.

  11. Нильсен Л. Механические свойства полимеров и полимерных композиций / Л. Нильсен. – М. : Химия, 1978. – 312 с.

  12. Синюк О. М. Моделювання зміни надмолекулярної структури полімерних матеріалів при орієнтаційній витяжці / О. М. Синюк // Вісник Хмельницького національного університету. – 2016. – № 6. – С. 6.

  13. Марихин В. А. Надмолекулярная структура полимеров / В. А. Марихин, Л. П. Мясникова. – Л. : Химия, 1977. – 240 с.

  14. Особенности ориентационного надмолекулярного порядка, образующегося при растяжении сферолитных пленок полиэтилена высокого давления / В. Г. Баранов, К. А. Гаспарян, Р. С. Зурабян, Э. С. Эдилян, С. Я. Френкель // Высокомолекулярные соединения. Сер. А. – 1969. – Т. 11, № 6. – С. 1247–1256.

  15. Ванин Г. А. Микромеханика композиционных материалов / Г. А. Ванин. – К. : Наук. думка, 1985. – 304 с

  16. Samuels R. J. Structured polymer properties / R. J. Samuels // Wiley InterScience. – New York, 1974. – 280 p.

  17. Кострицкий В. В. Влияние процесса двухосной ориентации на структуру полиэтилентерефталатных пленок / В. В. Кострицкий // Прикладная механика. – 1984. – Т. 20, № 2. – С. 75–80.

Завантажити