Феноменологическое описание взаимосвязи “структура–свойство” отвердителей эпоксидных олигимеров по спектрам внутреннего трения

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Проведен теоретический анализ экспериментальных результатов спектров внутреннего трения и температурно-частотных зависимостей, полученных методом свободных затухающих крутильных колебаний для различных по химической природе жидких отвердителей эпоксидных олигомеров: ТЭТА, ПЭПА, ИМТГФА. Рассмотрены основные феноменологические модельные представления, на базе которых проводился расчет различных физико-механических и физико-химических характеристик локальных диссипативных процессов, которые могут иметь различные механизмы внутреннего трения (гистерезисный, фазовый, релаксационный).

Full Text

Restricted Access

About the authors

В. А. Ломовской

Институт физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН

Email: svetlanka.mazurina@mail.ru
Russian Federation, 119071, Москва, Ленинский просп., 31, корп. 4

С. А. Шатохина

Институт физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН

Author for correspondence.
Email: svetlanka.mazurina@mail.ru
Russian Federation, 119071, Москва, Ленинский просп., 31, корп. 4

И. Д. Симонов-Емельянов

МИРЭА – Российский технологический университет (Институт тонких химических технологий имени М. В. Ломоносова)

Email: svetlanka.mazurina@mail.ru
Russian Federation, 119571, Москва, просп. Вернадского, 86

References

  1. Иржак В.И. Эпоксидные полимеры и нанокомпозиты. Черноголовка: “Редакционно-издательский отдел ИПХФ РАН”, 2021. 319 с.
  2. Dwyer D.B., Isbill S., Brubaker Z.E., Keum J.K., Bras W., Niedziela J.L. Thermally induced structural transitions in epoxy thermoset polymer networks and their spectroscopic responses // ACS Applied Polymer Materials. 2023. V. 5. № 8. P. 5961–5971. https://doi.org/10.1021/acsapm.3c00637
  3. Lv G.X., Shen C.T., Shan N., Jensen E., Li X., Evans C.M., Cahill D.G. Odd–even effect on the thermal conductivity of liquid crystalline epoxy resins // Proceedings of the National Academy of Sciences. 2022. V. 119. № 46. P. e2211151119. https://doi.org/10.1073/pnas.2211151119
  4. Lv G.X., Jensen E., Shen C.T., Yang K.X., Evans C.M., Cahill D.G. Effect of amine hardener molecular structure on the thermal conductivity of epoxy resins // ACS Applied Polymer Materials. 2021.V. 3. P. 259–267. https://doi.org/10.1021/acsapm.0c01074
  5. Morgan R.J., Oneal J.E. Effect of epoxy monomer crystallization and cure conditions on physical structure, fracture topography, and mechanical response of polyamide-cured bisphenol-A-diglycidyl ether epoxies // Journal of Macromolecular Science. Part B: Phys. 1978. V. 15. № 1. P. 139–169. https://doi.org/10.1080/00222347808212250
  6. Этиленамины. https://pdfslide.net/documents/-dow-chemical-.html?page=4 (accessed on November 20, 2023).
  7. Мошинский Л. Эпоксидные смолы и отвердители (структура, свойства, химия и топология отверждения) // Телль-Авив: Аркадия пресс Лтд, 1995. С. 370.
  8. Ли Г., Невилл К. Справочное руководство по эпоксидным смолам. Пер. с. англ. / под ред. Александров Н.В. Москва: Энергия, 1973. С. 415.
  9. Чернин И.З., Смехов Ф.М., Жердев Ю.В. Эпоксидные полимеры и композиции. Москва: Химия, 1982. С. 232.
  10. Катаев В.М., Попов В.А., Сажин Б.И. Справочник по пластическим массам: в 2-х т. Москва: Химия, 1975. Т. 2. С. 568.
  11. Lidaoik М. Epoxydove Priskioice. Praha (Czecho-Slovakia): SNTL. 1983.
  12. Brojer Z., Hertz Z., Penczek Р. Ziwice Epoksydowe. Warszawa (Polska): WNT. 1981.
  13. Отвердители ПЭПА и ТЭТА: различия и характеристики. https://linux-admins.ru/otverditeli-pepa-i-teta (accessed on November 20, 2023).
  14. Ломовской В.А. Проблемы структурообразования в дисперсных системах // Научное издание “Современные проблемы физической химии. М.: “Граница”, 2005. С. 193–209.
  15. Постников В.С. Внутреннее трение в металлах. М.: Металлургия, 1969. 330 с.
  16. Криштал М.А., Головин С.А. Внутреннее трение и структура металлов. М.: Металлургия, 1976. 376 с.
  17. Мешков С.И. Вязкоупругие свойства металлов. М.: Металлургия, 1974. 192 с.
  18. Внутреннее трение в металлах и сплавах. Сб. научных трудов ИМЕТ АН СССР. М.: Наука, 1970. 208 с.
  19. Внутреннее трение в металлах, полупроводниках, диэлектриках и ферромагнетиках. Сб. научных трудов АН СССР. М.: Наука, 1978. 240 с.
  20. Гриднев С.А. Механизмы внутреннего трения в сегнетоэлектриках и сегнетоэластиках. Воронеж: Воронежский государственный технический университет, 1983. 360 с.
  21. Механизмы релаксационных явлений в твердых телах. Сб. научных трудов АН СССР. Каунас: КПИ, 1974. 364 с.
  22. Бартенев Г.М., Бартенева А.Г. Релаксационные свойства полимеров. М: Химия. 1992. С. 384.
  23. Шутилин Ю.Ф. Физикохимия полимеров. Воронеж: Обл. тип, 2012. 838 с.
  24. Пановко Я.Г. Внутреннее трение при колебаниях упругих систем. М.: Физматгиз, 1960. 194 с.
  25. Гранато А, Люкке К. Дислокационная теория поглощения // Ультразвуковые методы исследования дислокаций. М.: Изд-во ИЛ, 1963. С. 27–57.
  26. Мазурин О.В., Стрельцина М.В., Швайко-Швайковская Т.П. Свойства стекол и стеклообразующих расплавов. Справочник. В 4-х томах. М.: Наука, 1975.
  27. Каталог отвердителей эпоксидных смол // ХИМЭКСЛимитед https://disk.yandex.ru/i/ScB6NV_oHfEBmg (accessed on November 10, 2023).
  28. Ломовской В.А. Устройство для исследования локальных диссипативных процессов в твердых материалах различной химической природы, строения и структуры // Научное приборостроение. 2019. Т. 29. № 1. С. 33–46.
  29. Терентьева Э.П., Удовенко Н.К., Павлова Е.А. Химия древесины, целлюлозы и синтетических полимеров: учебное пособие. Ч. 1. Санкт-Петербург: СПбГТУРП, 2014. С. 53.
  30. Асламазова Т.Р., Ломовской В.А., Шоршина А.С., Золотаревский В.И., Котенев В.А., Ломовская Н.Ю. Температурно-частотные области неупругости в композитах канифоль-медь и канифоль-целлюлоза // Журнал физической химии. 2022. Т. 96. № 1. С. 144–152. https://doi.org/10.31857/S0044453722010034
  31. Асламазова Т.Р., Котенев В.А., Ломовская Н.Ю., Ломовской В.А., Цивадзе А.Ю. Диссипативные процессы в акриловом полимере, локализованном на металлических подложках // Журнал физической химии. 2022. Т. 96. № 5. С. 707–715. https://doi.org/10.31857/S0044453722050028
  32. Ломовской В.А., Чугунов Ю.В., Шатохина С.А. Методика исследования внутреннего трения в режиме свободно-затухающего колебательного процесса (Часть 1). // Научное приборостроение. 2023. Т. 33. № 4. С. 60–72.
  33. Асламазова Т.Р, Котенев В.А., Ломовская Н.Ю., Ломовской В.А., Шатохина С.А., Цивадзе А.Ю. Анализ диссипативных процессов в наполненном полимере с привлечением данных механической релаксационной спектроскопии // Журнал физической химии. 2020. Т. 94. № 7. С. 1054–1058. https://doi.org/10.31857/S0044453720070067
  34. Асламазова Т.Р., Котенев В.А., Ломовская Н.Ю., Ломовской В.А., Цивадзе А.Ю. Диссипативные процессы в облученных латексных полимерах // Химия высоких энергий, 2019. Т. 53. № 5. С. 369–374. https://doi.org/10.1134/S0023119319050024
  35. Lomovskoy V.A., Shatokhina S.A., Chalykh A.E., Matveev V.V. Spectra of internal friction in polyethylene // Polymers. 2022. V. 14. № 4. P. 675. https://doi.org/10.3390/polym14040675
  36. Ломовской В.А. Структурные подсистемы и явления механической релаксации в неорганических стеклах // Неорганические материалы. 1999. Т. 35. № 3. С. 382–384.
  37. Ломовской В.А. Спектpы внутpеннего тpения и диссипативная подвижность элементов агpегатной и модифициpующих подсистем // Материаловедение. 2007. № 2. С. 3–10.
  38. Ломовской В.А. Спектры внутреннего трения и диссипативная подвижность элементов агрегатной и модифицирующих подсистем // Материаловедение. 2007. № 3. С. 3–12.
  39. Ломовской В.А. Спектры внутреннего трения и диссипативная подвижность элементов агрегатной и модифицирующих подсистем // Материаловедение. 2007. № 4. С. 3–11.
  40. Физическая энциклопедия / под ред. Прохорова А.М. М.: Большая Российская энциклопедия, 1992.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Structural formulas of TETA, PEPA, IMTGFA.

Download (46KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Structural formula of cellulose.

Download (48KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Diagrams of a freely damped oscillatory process excited in the studied sample – (a) in the isothermal mode T = const by a pulse effect – (b). Time dependence scan of the twist angle φ(t) – (c) relative to the longitudinal axis Z of the sample. Deformation arising in the sample – (d) and tangential stresses σij – (d) [28, 32].

Download (176KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Spectrum of internal friction λ = f(T) of the composite system “TETA–cellulose” (curve 1) and the cellulose substrate (curve 2) – (a); spectrum λ = f(T) of the same composite system “TETA–cellulose” without dissipative losses introduced by the cellulose substrate – (b); temperature dependence of frequency ν = f(T) in the composite system “TETA–cellulose” – (c).

Download (171KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Spectrum of internal friction λ = f(T) of the composite system “PEPA–cellulose” (curve 1) and the cellulose substrate (curve 2) – (a); spectrum λ = f(T) of the same composite system “PEPA–cellulose” without dissipative losses introduced by the cellulose substrate – (b); temperature dependence of frequency ν = f(T) in the composite system “PEPA–cellulose” – (c).

Download (173KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Spectrum of internal friction λ = f(T) of the composite system “IMTGFA–cellulose” (curve 1) and the cellulose substrate (curve 2) – (a); spectrum λ = f(T) of the same composite system “IMTGFA–cellulose” without dissipative losses introduced by the cellulose substrate – (b); temperature dependence of frequency in the composite system “IMTGFA–cellulose” – (c).

Download (171KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Generalized schematic representation of the relationship between the solid and liquid states of aggregation in the hardener; a – spectrum of internal friction λ = f(T), b – temperature dependence of frequency ν = f(T).

Download (172KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences