Том 42, № 11 (2023)

В качестве перспективных материалов для компонентов электронных устройств в работе получены и исследованы полимер-матричные композиты на основе этиленвинилацетата и твердого раствора состава K_xCo_yTi_8–yO₁₆ с голландитоподобной структурой (KCoTO(H)). Синтез наполнителя осуществлен путем модифицирования рентгеноаморфого соединения полититаната калия K₂O · nTiO₂ (n = 4.3) в растворе CoSO₄ · 7H₂O в щелочных условиях с последующей температурной обработкой при 900 °С. Структура синтезированного материала и морфология частиц исследованы методами рентгеновского фазового анализа и сканирующей электронной микроскопии соответственно. Введение KCoTO(H) в полимерную матрицу этиленвинилацетата проведено посредством смешения предварительно приготовленных раствора полимера и дисперсии порошка-наполнителя в соответствующем растворителе в количествах 10, 20, 30, 40 и 50 об.%. Методом импедансной спектроскопии исследовано частотное поведение диэлектрической проницаемости, тангенса угла диэлектрических потерь и проводимости полученных композитов. Установлено, что увеличение содержания KCoTO(H) в составе композита способствует росту исследованных диэлектрических характеристик относительно чистой полимерной матрицы этиленвинилацетата во всем частотном диапазоне 0.1 кГц–1 МГц.

Изучено становление сдвиговой адгезионной прочности систем эпоксиангидридная матрица – волокно при разных режимах отверждения. Показано, что становление прочности происходит в несколько этапов. Также исследовано изменение степени отверждения и температуры стеклования матрицы в процессе отверждения.

Методом термического разложения металлсодержащих солей никеля синтезированы полимерные композиты с наночастицами, распределенными по поверхности микрогранул политетрафторэтилена. Синтезированные наночастицы охарактеризованы методами просвечивающей электронной микроскопии и рентгенофазового анализа. Размер частиц составил от 3.5 до 8.0 нм. Методом рентгенофазового анализа установлено, что частицы имеют сложный состав. Исследование магнитных свойств показало, что система магнитных никельсодержащих наночастиц в образцах при комнатной температуре находится в ферромагнитном или суперпарамагнитном состоянии. Для каждого образца рассчитаны температура блокировки и коэрцитивная сила.

В работе представлены результаты исследования процессов водопоглощения образцами полимерных композиционных материалов на основе стеклопластика, подвергнутых низкоскоростному ударному воздействию с регулируемой энергией удара и знакопеременному температурному циклированию. С помощью метода магнитно-резонансной томографии (МРТ) визуализировано распределение поглощенной воды в структуре стеклопластика и изучена динамика ее накопления в различных областях образца. Обнаружено, что ударное механическое воздействие приводит к неоднородному распределению абсорбированной воды в образцах, а также к существенному аккумулированию свободной воды в областях разрушений и прилегающих к ним слоях в случае нарушения целостности внешнего слоя материала. Показано, что циклическое знакопеременное температурное воздействие не приводит к заметному изменению процессов водопоглощения и сопоставимо по своему эффекту с механическим неразрушающим воздействием. Полученные с помощью МРТ результаты хорошо согласуются с данными традиционных весовых измерений, что показывает эффективность метода в диагностике дефектов и механических повреждений полимерных композиционных материалов, подверженных воздействию водной среды.

В жидкой фазе синтезированы наполненные композиции полилактида с наноразмерными пластинами графита (НПГ) и восстановленного оксида графена (ВОГ). Проведено сравнительное исследование механических, электрических и термофизических характеристик композиций в зависимости от природы наполнителей. Установлено незначительное различие механических параметров композиций, содержащих в качестве наполнителей НПГ и ВОГ. В то же время при изучении электрических свойств обнаружено, что использование ВОГ в качестве наполнителя приводит к получению композиций с более низким порогом протекания, чем в случае использования НПГ, и повышенной проводимостью. Методом ДСК показано, что композиции, содержащие в качестве наполнителя НПГ, обладают более высокой степенью кристалличности по сравнению с аналогичными композициями, содержащими ВОГ. Этот факт обусловлен особенностями структуры наполненных композиций, влияющими на скорость образования зародышей кристаллитов полилактида на поверхности упорядоченных планарных наночастиц НПГ и несовершенных частиц ВОГ. Таким образом, использование различных углеродных наполнителей может способствовать получению композиций, различающихся по своим характеристикам.