Скачать полную версию статьи (в PDF формате)

B. B. Kolupayev, B. S. Kolupayev, V. V. Levchuk, Yu. R. Maksymtsev, V. O. Sidletsky
«Deviation Module of Compressibility of Metalnanodisperse Polymeric Systems»
0235–0250 (2017)

PACS numbers: 43.35.Mr, 62.23.Pq, 81.07.-b, 82.35.Lr, 82.35.Np, 83.60.-a, 83.80.Ab

В мегагерцовом диапазоне частот проведены исследования вязкоупругих модулей сдвига, объёмной деформации, соответствующих коэффициентов диссипации энергии ультразвукового поля, а также внутреннего давления и времени жизни структурных элементов ПВХ-систем в зависимости от температуры. Установлено, что нанодисперсные металлические наполнители (Cu, NiCr), полученные методом электрического взрыва проводника (ЭВП) и/или химико-электрического диспергирования, выступают эффективным модификатором вязкоупругих свойств ПВХ-систем. Выяснена количественная взаимосвязь между объёмной плотностью энергии материала и внутренним давлением. Показано, что в случае объёмной деформации композита в области ультразвуковых частот возникает девиационный модуль сжимаемости, величина которого зависит от частоты действия ультразвукового поля, времени релаксации элементов структуры и динамической вязкости и модуля сдвига материала. Показано, что наиболее существенные изменения вязкоупругих свойств гетерогенных полимерных систем (ГПС) имеют место при введении в полимерную матрицу более 0,05 об.% наполнителя, активность которого зависит от метода получения. В диапазоне 0,15 ? ? ? 0,5 об.% наполнитель влияет не только на флюктуационную структуру матрицы, но и определяет величину внутреннего давления материала за счёт энергетического взаимодействия на границе раздела фаз полимер–нанодисперсный металл. В исследованной области содержания наполнителя и действия температурного поля нелинейно изменяется величина девиационного модуля сжимаемости ГПС по отношению к модулю объёмного сжатия материала в зависимости от типа ингредиентов, активность которых уменьшается в ряду NiCr, Cu (Э/Х), Cu (ЭВП). Полученные соотношения взаимосвязи между внутренним давлением и модулем упругости материала показывают, что при деформировании ГПС динамическим механическим полем необходимо учитывать дополнительную составляющую к величине объёмного модуля сжатия в виде девиационного модуля. Полученные результаты указывают на возможность использования такого композита в качестве демпферов акустических линий задержки и звукоизоляторов в ультразвуковом диапазоне частот. Предложены способы направленного регулирования специфики поведения и использования ПВХ-систем при динамических и тепловых нагрузках.