Прогнозування властивостей еластомерних композицій за перколяційними моделями

Abstract

Наведено результати теоретичних та експериментальних досліджень щодо розробки методики оцінки параметрів геометричної фазової морфології еластомерних композицій, яка базується на результатах аналізу в задачах перколяції та диференційному рівнянні П. Ф. Ферхюльста. Встановлено, що імовірність геометричних фазових переходів, при заданому вмісті гетерофази, різко зменшується у випадку зменшення розміру часток гетерофази. За розробленою методикою проведено розрахунки параметрів геометричної фазової морфології гуми з метою оцінки впливу природи та вмісту для усіх інгредієнтів на структуру та властивості гуми. Розроблено принципи побудови оптимального складу еластомерних систем (гуми та блок-поліуретани). Встановлено, що максимальний рівень деформаційно-міцнісних властивостей реалізується у випадку утворення морфологічної будови з мінімальним розміром часток гетерофази. Оптимальною для блок-поліуретанів є морфологія, яка, з одного боку, забезпечує найбільшу імовірність збереження властивостей гетерофази жорстких блоків для забезпечення високої міцності, з іншого боку, – збереження властивостей дисперсійного середовища для забезпечення високої еластичності. Одержані результати, що базуються на аналізі в задачах перколяції добре узгоджені з відомими експериментальними даними: методом світлорозсіювання, методом оптичної та електронної мікроскопії. Запропонований підхід має практичне значення для оптимізації складу еластомерних композицій, а також, для розробки марочного асортименту блок-поліуретанів.

The results of theoretical and experimental studies on development of methodology for assessing geometric parameters elastomeric phase morphology compositions based on an analysis of the problems in percolation and Ferhyulsta differential equation. Established that the geometric probability phase transitions, a given content heterophase sharply reduced in case heterophase particle size reduction. With the developed technique Calculations geometric parameters of the rubber phase morphology to assess the impact of the nature and content all ingredients on the structure and properties of rubber. The principles of construction the optimal composition of elastomer (rubber and polyurethane block). Established that maximum deformation-strength properties sold in case formation of morphological structure with a minimum particle size heterophase. The optimal block for polyurethanes morphology is that, on the one hand, provides the highest probability of preservation of properties for heterophase rigid blocks providing high strength, on the other hand - saving properties of variance environment for high elasticity. The results, based on analysis in problems of percolation well aligned with known experimental data, by light scattering, by optical and electron microscopy. The approach has practical value for optimization of elastomeric compositions, as well as to developing brand range block polyurethanes.