Дослідження впливу наповнювача на структурну організацію і міжфазну взаємодію в композиційних полімерних матеріалах

(5)

0 , п , н, гш – відповідно густини досліджуваного зразка, полімера, наповнювача і густини граничного шару полімер-наповнювач ,

п – об’ємний вміст полімера,

н – об’ємний вміст наповнювача в композиції,

і гш – відповідно граничного шару.

ДОСЛІДЖЕННЯ ОБ’ЄМНОГО ВМІСТУ ГРАНИЧНОГО ШАРУ В КОМПОЗИЦІЇ.

Теплофізичні властивості полімерів залежать від їх будови і особливостей протікання молекулярно-кінетичних процесів на молекулярному і надмолекулярному рівнях.

При розгляді процесу теплопровідності в полімерах використовують уявлення про теплоперенос в діелектриках. В полімерах розглядають два механізми теплопереносу:

1.Дифузійний перенос, згідно якого отримуються низькі значення .

2.Зумовлений вібрацією енергетичних структур, при яких термозбудження виникає в у вигляді фононів, що призводить до більш ефективної передачі тепла.

Для чистого ПВХ температурна залежність  добре лписується емпіричним рівнянням:

=0=1,36104Т –0,210-6Т2, де

0 – коефіцієнт теплопровідності ПВХ, рівний 0,148 Вт/мК при Т = 290К.

Для розрахунку  композицій використовують принцип узагальненої теплопровідності, враховуючи, що характерною особливістю структури таких систем являється неперервність полімерної матриці в довільному напрямку і дискретне розміщення частинок наповнювача, а також існування граничного шару на межі поділу фаз.

Під час визначення ефективного коефіцієнта теплопровідності випливає, що його значення залежить від коефіцієнта теплопровідності граничного шару[1], а саме  для елементарної комірки рівний:

(6)

У формулі (6) фігурує ефективна товщина ГШ –, яка являється однією з кількісних мір взаємодії полімера з наповнювачем.

Визначення lгш дозволяє розрахувати об’ємний вміст граничного шару у гетерогенній полімерній системі. Розглянемо метод її визначення запропонований у [1].

В наповнених полімерних системах дисперсна частинка наповнювача оточена ГШ, що являє собою третю компоненту. В області вмісту наповнювача менш критичного (н<кр) високодисперсний наповнювач не знаходиться в вузлах регулярної структури, займає випадкові положення в просторі. Хаотичне розміщення частинок наповнювача, в цьому випадку, важко визначити математично, як це можна зробити в кристалічній решітці. Однак, при н<кр наповнену систему можна як і раніше моделювати вигляді сукупності частинок наповнювача, розділених полімерним прошарком lп, на яких адсорбований ГШ товщиною lгш.. Таким чином, L= lп+ 2lгш., де L – відстань між двома частинками наповнювача.