івня вільної енергії системи. Нові, термодинамічно вигідні шляхи оптимізації структури і властивостей ПКМ відкриває застосування вуглецевих фуллероідних Наномодифікатори. Досягнуто зростання на 30-40% питомої енергії руйнування, в 4 - 5 разів трансверсальної і межслоевой провідності углепластиков шляхом пластіфіцірованія епоксидних матриць наночастинками фулерену С60 та його похідних, організації в структурі композиту наноуровневой системи стопперів мікротріщин і провідних елементів з астраленов і нанотрубок, підвищення адгезійної міцності кордону розділу «армуюче волокно - полімерна матриця». Підвищення вязкоупругих характеристик полімерних сполучних доцільно також домагатися перспективним методом модифікації термореактивних матриць - введенням вуглецевих наночасток. Головна їхня відмінність від фулеренів і нанотрубок полягає в тому, що вони являють собою не замкнуту, а відкриту по краях? - Електронну систему. Даний факт дозволяє очікувати від вуглецевих наночастинок високої активності і незвичайних властивостей.
В останні десять років дослідженнями з даного науковому напрямку розвиваються дуже активно.
Відомо, що внаслідок високої поверхневої енергії вводяться в сполучна наночастинки практично завжди представлені у вигляді агрегатів. Занадто великі агрегати в полімерній системі є небезпечними концентраторами напружень, тому виникає необхідність їх диспергування або відсіювання.
В ідеальному випадку агрегат можна розбити на окремі ультрадисперсні частинки (малюнок 1, а), що досить трудомістко і зазвичай нездійсненно в реальних умовах виробництва. Найбільш доцільний варіант (рисунок 1, б), при якому відбувається розбиття великого агрегату на дрібніші, а також відколювання одиночних частинок.
Рисунок 1 - Варіанти диспергирования агрегату частинок, де: а - на первинні наночастинки; б - на невеликі агрегати і відкололися від них наночастинки
У представленому варіанті (малюнок 1, б) можна виділити два рівня розподілу часток. На першому рівні основу складають первинні наночастинки розміром від 1 до 12 нм, на другому - стійкі агрегати частинок розміром від ста нанометрів до декількох мікрометрів. У полімерної системі можуть бути присутні і інші рівні, що складаються, наприклад з видимих ??неозброєним оком частинок. Але такі великі частки бажано відсівати.
Відповідно до рівнів розподілу можна виділити два рівня посилення полімерного матеріалу:
. Взаємодії на мікрорівні з окремими частинками і їх невеликими агрегатами, що утворилися в ході процесів суміщення компонентів і затвердіння матеріалу;
. Взаємодії на макрорівні з більш великими агрегатами.
Залежно від рівня взаємодії можлива робота наступних механізмів. На мікрорівні наночастинки можуть служити додатковими вузлами зшивання полімерної сітки, «заліковувати» дефекти, що може призвести до збільшення однорідності структури епоксидної матриці, зниження дефектності. На макрорівні агрегати часток можуть гальмувати розвиток тріщин за рахунок збільшення витрат енергії на їх просування, приводити до впорядкування структури полімеру в граничних шарах порівняно з обсягом. Але при цьому слід уникати утворення занадто великих агрегатів, оскільки вони призводять до зростання дефектності структури матеріалу, є небезпечними концентраторами н...
