Выпуск №12 (Август)

https://doi.org/10.25313/2520-2057-2019-12

XLIІI Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 29.08.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XLIІI Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 30.07.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XLII Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 27.06.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XLI Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 30.05.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XL Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 28.03.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

МНПК "Цифровая трансформация и инновации в экономике, праве, государственном управлении, науке и образовательных процессах", 18-21.03.2019

XXXIX Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 27.02.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XIII Международная научно-практическая конференция «Научный диспут: вопросы экономики и финансов», 31.01.2019 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

XXXVIII Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 30.01.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XXXVІI Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.12.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XXXVI Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.11.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XIII Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы экономики и финансов», 31.10.2018 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

XXXV Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.10.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XXXIV Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.09.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХXXIII Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.08.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХXXII Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 31.07.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XII Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы экономики и финансов», 31.07.2018 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХXXI Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.06.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХІ Международная научно-практическая конференция «Глобальные проблемы экономики и финансов», 31.05.2018 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

XXХ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.05.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XXIХ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.04.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХХVIІІ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.03.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ІІІ МНПК "Экономика, финансы и управление в XXI веке: анализ тенденций и перспективы развития", 19-22.03.2018 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

X Международная научно-практическая конференция «Глобальные проблемы экономики и финансов», 28.02.2018 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХХVІІ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 27.02.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХХVІ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.01.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XІІ Международная научно-практическая конференция «Научный диспут: вопросы экономики и финансов», 29.12.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХХV Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.12.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХХІV Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.11.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XI Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы экономики и финансов», 31.10.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

XІ Международная научно-практическая конференция «Научный диспут: вопросы экономики и финансов», 29.09.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХХIІІ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.09.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

X Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы экономики и финансов», 31.07.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХXII Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.07.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХXI Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.06.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

IX Международная научно-практическая конференция «Глобальные проблемы экономики и финансов», 31.05.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХX Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.05.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

"Тенденции развития национальных экономик: экономическое и правовое измерение" 18-19.05.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом и ККИБиП)

ХIX Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 27.04.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

IX Международная научно-практическая конференция "Научный диспут: вопросы экономики и финансов", 31.03.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХVIII Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.03.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

МНПК "Экономика, финансы и управление в XXI веке: анализ тенденций и перспективы развития", 20–23.03.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

VIII Международная научно-практическая конференция "Глобальные проблемы экономики и финансов", 28.02.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХVII Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 27.02.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VIII Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы экономики и финансов", 31.01.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХVI Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.01.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХV Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.12.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VIII Международная научно-практическая конференция "Научный диспут: вопросы экономики и финансов", 28.12.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

VII Международная научно-практическая конференция "Глобальные проблемы экономики и финансов", 30.11.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХІV Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.11.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VII Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы экономики и финансов", 31.10.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХІІІ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.10.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VII Международная научно-практическая конф. «Научный диспут: вопросы экономики и финансов», 30.09.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХІІ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.09.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XI Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 30.08.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ІV Международная научно-практическая конф. "Экономика и управление в XXI веке: анализ тенденций и перспектив развития", 29.07.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

X Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 28.07.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VІ Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы экономики и финансов", 30.06.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ІX Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 29.06.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VI Международная научно-практическая конференция "Научный диспут: вопросы экономики и финансов", 31.05.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

VIIІ Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 30.05.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

V Международная научно-практическая конференция "Глобальные проблемы экономики и финансов", 29.04.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

VIІ Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 28.04.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VІ Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 31.03.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ІI Международная научно-практическая конф. "Экономика и управление в XXI веке: анализ тенденций и перспектив развития", 30.03.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

V Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы экономики и финансов", 21-24.03.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

V Международная научно-практическая конференция "Научный диспут: вопросы экономики и финансов", 26.02.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

II Международная научно-практическая конференция: "Научный диспут: актуальные вопросы медицины" 20.02.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ІV Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 29.12.2015 (Совместная конференция с Международным научным центром)

IV Международная научно-практическая конференция "Глобальные проблемы экономики и финансов", 28.12.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

IV Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы экономики и финансов", 30.11.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

IV Международная научно-практическая конференция "Научный диспут: вопросы экономики и финансов", 29.10.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

Международная научно-практическая конференция: "Научный диспут: актуальные вопросы медицины" 28.10.2015 (Совместная конференция с Международным научным центром)

III Международная научно-практическая конференция "Глобальные проблемы экономики и финансов", 30.09.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

III Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы экономики и финансов", 31.08.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ІІІ Международная научно-практическая конференция "Научный диспут: вопросы экономики и финансов", 30.06.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ІІ Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 29.06.2015 (Совместная конференция с Международным научным центром)

II Международная научно-практическая конференция "Глобальные проблемы экономики и финансов", 28.05.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

Актуальные проблемы экономики и финансов, 29.04.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

Научный диспут: вопросы экономики и финансов, 31.03.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

Актуальные проблемы современной науки, 27.03.2015 (Совместная конференция с Международным научным центром)

Глобальные проблемы экономики и финансов, 27.02.2015 (Совместная конференция с финансово-экономическим научным советом)



Фіалко Н. М., Дінжос Р. В., Кліщ А. В., Хміль Д. П. Дослідження залежності теплофізичних властивостей полімерних мікро- і нанокомпозитів від методу їх синтезу // Міжнародний науковий журнал "Інтернаука". — 2019. — №12.


Отрасль науки: Технические науки
Скачать статью (pdf)

 

Технічні науки

УДК 538.9:536.6

Фіалко Наталія Михайлівна

доктор технічних наук, професор,

член-кореспондент НАН України, завідувач відділу

Інститут технічної теплофізики

Національної академії наук України

Фиалко Наталья Михайловна

доктор технических наук, профессор,

член-корреспондент НАН Украины, заведующая отделом

Институт технической теплофизики

Национальной академии наук Украины

Fialko Nataliia

Doctor of Technical Sciences, Professor,

Corresponding Member of the NAS of Ukraine, Head of Departmentґ

Institute of Technical Thermophysics of the

National Academy of Sciences of Ukraine

Дінжос Роман Володимирович

доктор технічних наук, доцент, старший науковий співробітник

Миколаївський національний університет імені В. О. Сухомлинського

Динжос Роман Владимирович

доктор технических наук, доцент, старший научный сотрудник

Николаевский национальный университет имени В. А. Сухомлинского

Dinzhos Roman

Doctor of Technical Sciences, Assistant Professor, Senior Researcher

Mykolayiv National University named after V. Sukhomlinsky

Кліщ Андрій Володимирович

молодший науковий співробітник

Інститут технічної теплофізики

Національної академії наук України

Клищ Андрей Владимирович

младший научный сотрудник

Институт технической теплофизики

Национальной академии наук Украины

Klishch Andriy

Junior Research

Institute of Technical Thermophysics of the

National Academy of Sciences of Ukraine

Хміль Дмитро Петрович

молодший науковий співробітник

Інститут технічної теплофізики

Національної академії наук України

Хмиль Дмитрий Петрович

младший научный сотрудник

Институт технической теплофизики

Национальной академии наук Украины

Khmil Dmytro

Junior Research

Institute of Technical Thermophysics of the

National Academy of Sciences of Ukraine

ДОСЛІДЖЕННЯ ЗАЛЕЖНОСТІ ТЕПЛОФІЗИЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ПОЛІМЕРНИХ МІКРО- І НАНОКОМПОЗИТІВ ВІД МЕТОДУ ЇХ СИНТЕЗУ

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЛИМЕРНЫХ МИКРО- И НАНОКОМПОЗИТОВ ОТ МЕТОДА ИХ СИНТЕЗА

 STUDY OF THE DEPENDENCE OF THE THERMOPHYSICAL PROPERTIES OF POLYMER MICRO- AND NANOCOMPOSITES ON THE METHOD OF THEIR SYNTHESIS

Анотація. Наводяться результати аналізу теплофізичних характеристик полімерних мікро- і нанокомпозиційних матеріалів на основі поліетилену з різними наповнювачами – вуглецевими нанотрубками і частинками алюмінію. Досліджується вплив на концентраційні залежності коефіцієнта теплопровідності методів синтезу розглянутих композитів при зміні масової частки наповнювачів в широкому діапазоні значень.

Ключові слова: теплофізичні властивості, методи отримання полімерних мікро- і нанокомпозитів, вуглецеві нанотрубки, мікрочастинки алюмінію, перколяційні пороги.

Аннотация. Приводятся результаты анализа теплофизических характеристик полимерных микро- и нанокомпозиционных материалов на основе полиэтилена с различными наполнителями - углеродными нанотрубками и частицами алюминия. Исследуется влияние на концентрационные зависимости коэффициента теплопроводности методов синтеза рассматриваемых композитов при изменении массовой доли наполнителей в широком диапазоне значений.

Ключевые слова: теплофизические свойства, методы получения полимерных микро- и нанокомпозитов, углеродные нанотрубки, микрочастицы алюминия, перколяционные пороги.

Summary. The results of the thermophysical characteristics analysis of polymeric micro- and nanocomposite materials based on polyethylene with various fillers — carbon nanotubes and aluminum particles — are presented. The influence of the synthesis methods of the considered composites on the concentration dependences of the heat conductivity coefficient is studied upon a change in the mass fraction of fillers in a wide range of values.

Key words: thermophysical properties, methods for producing polymer micro- and nanocomposites, carbon nanotubes, aluminum microparticles, percolation thresholds.

Підвищення вимог до експлуатаційних характеристик теплоенергетичного обладнання зумовлює необхідність використання для його виготовлення нових матеріалів, зокрема, полімерних мікро- і нанокомпозитів. Застосування в конструкціях різного устаткування матеріалів даного класу пов'язано з тим, що вони мають цілу низку унікальних технологічних і фізико-механічних характеристик [1-5]. Серед таких характеристик особливо виділяється широкий спектр теплопровідних властивостей полімерних композитів – від їх низькотеплопровідних до високотеплопровідних модифікацій.

На теплопровідні властивості полімерних мікро- і нанокомпозитів, як відомо, можуть істотно впливати методи їх синтезу [1, 2]. З огляду на це встановлення залежності даних властивостей від методу отримання композиційного матеріалу є актуальним завданням.

Робота присвячена дослідженню коефіцієнтів теплопровідності полімерних композиційних матеріалів при різних типах наповнювачів, різних величинах їх масових часток і методах їх отримання.

Розгляду підлягали наступні методи синтезу полімерних композитів: по-перше, метод змішування компонентів, що знаходяться в сухому вигляді, з використанням магнітної мішалки і ультразвукового диспергатора і гарячого пресування отриманої суміші (метод А); і по-друге, метод, заснований на змішуванні компонентів в розплаві полімерів дисковим екструдером при подальшому наданні композиту необхідної форми гарячим пресуванням (метод В).

Синтез композитів здійснювався на основі частково-кристалічного поліетилену із застосуванням в якості наповнювачів вуглецевих нанотрубок (ВНТ) або мікрочастинок алюмінію. Вуглецеві нанотрубки, що застосовувалися в ході досліджень, виготовлялися методом CVD (англ. Chemical vapor deposition - хімічне парофазне осадження). Вміст мінеральних домішок в них складав ~ 0,1%. Мікрочастинки алюмінію, які використовувалися як наповнювач, були отримані з алюмінієвих тирси за допомогою їх розтирання в кульовому млині до частинок розміром (0,5 ... 1) мкм. Коефіцієнт теплопровідності λ полімерних композитів визначався з використанням приладу ІТ-λ-400.

На рис. 1 представлено концентраційні залежності коефіцієнта теплопровідності λ для полімерних мікро- і нанокомпозитів, отриманих із застосуванням вказаних методів А і В. З рисунка видно, що для даних методів мають місце суттєві відмінності значень λ композиційних матеріалів, величин перколяційних порогів та характеру залежності λ від масової частки наповнювача ω. Рис. 2 ілюструє відмінності Δλ = λр - λс в значеннях коефіцієнтів теплопровідності розглянутих композитів при використанні різних методів їх отримання, де λс і λр - коефіцієнти теплопровідності, що відповідають методам А і В.

Згідно наведених даних, досліджувані відмінності можуть бути досить значними. В усьому розглянутому діапазоні зміни масової частки наповнювача ω більші величини λ відповідають композиційним матеріалам, отриманим на основі методу В. При цьому відхилення Δλ для поліетилену, наповненого ВНТ, є більш суттєвими, ніж при його наповненні Al. Так, в першому випадку максимальні значення Δλ складають 28,1 Вт/(м·К), а в другому - лише 19,7 Вт/(м·К).

Рис. 1. Залежність від масової частки наповнювача коефіцієнтів теплопровідності полімерних композитів на основі поліетилену, отриманих з використанням методів змішування компонентів в сухому вигляді (1, 2) і в розплаві полімеру (3, 4) при наповненні полімерної матриці мікрочастинками алюмінію (1, 3) і ВНТ (2, 4): а), б) - лінійна і логарифмічна шкала по осі ординат відповідно

Рис. 2. Відмінність коефіцієнтів теплопровідності композиційних матеріалів на основі поліетилену, що відповідають різним методам отримання композитів при наповненні полімерної матриці мікрочастинками алюмінію (1) і вуглецевими нанотрубками (2)

Характер залежності величини Δλ від масової частки наповнювача якісно однаковий для поліетилену, наповненого алюмінієм і ВНТ. Розбіжність величин λ композитів, що відповідають різним методам їх отримання, виявляються досить значними практично у всьому діапазоні зміни масової частки наповнювача, виключаючи її низькі значення.

З наведених даних також випливає, що максимальне значення коефіцієнта теплопровідності, яке може бути досягнуто в рамках розглянутого діапазону зміни масової частки наповнювача, для поліетилену, наповненого алюмінієм, при використанні методу В перевищує відповідне значення, яке відповідає методу А, в 3,2 рази. Для поліетилену, наповненого УНТ це перевищення становить 2,6 рази.

Як видно з рис. 1б, залежність λ = f (ω) характеризується наявністю двох стрибків коефіцієнтів теплопровідності, що відповідають величинам ω, які називаються перколяційними порогами. Перший з них відповідає утворенню перколяційних кластерів з частинок наповнювача, другий - формуванню перколяційної сітки. При цьому значення перколяційних порогів є меншими в разі застосування методу В. Так, при застосуванні як наповнювача мікрочастинок Al перший перколяційний поріг ω1 дорівнює 0,59% і 0,55%, а другий поріг ω2 = 2,96% і 1,98 % для методів А і В відповідно. При використанні як наповнювача ВНТ перший перколяційний поріг відповідає ω1 = 0,48%, а другий - ω2 = 2,09% при сухому методі змішування компонентів (метод А), і ω1 = 0,33% і ω2 = 1,55% при змішуванні компонентів в розплаві полімеру (метод В).

Література

  1. Дінжос Р.В. Вплив методу введення наповнювача на теплофізичні властивості систем на основі термопластичних полімерів та вуглецевих нанотрубок / Р.В. Дінжос, Е.А. Лисенков, Н.М. Фіалко, В.В. Клепко // Фізична інженерія поверхні. 2014. 12, №4. С. 446-453.
  2. Долинский А. А. Влияние методов получения полимерных микро- и нанокомпозитов на их теплофизические свойства / А.А. Долинский, Н.М. Фиалко, Р.В. Динжос, Р.А. Навродская // Промышленная теплотехника. 2015. 37, № 4. С. 5-12.
  3. Долинский А.А. Теплофизические свойства низкотеплопроводных полимерных нанокомпозитов / A.A. Долинский, Н.М. Фиалко, Р.В. Динжос, Р.А. Навродская // Промышленная теплотехника. 2015. 37, № 5. P.5-15.
  4. Долинский А.А. Температурные зависимости коэффициентов теплопроводности полимерных микро-и нанокомпозитов для теплообменных аппаратов / A.A. Долинский, Н.М. Фиалко, Р.В. Динжос, Р.А. Навродская // Промышленная теплотехника. 2016. 38, № 1. P. 5-14.
  5. Долинский А.А. Структурообразование полимерных микро- и нанокомпозитов на основе поликарбоната в процессах их кристаллизации / А.А. Долинский, Н.М. Фиалко, Р.В. Динжос, Р.А. Навродская // Промышленная теплотехника. 2015. 37, №. 3. С. 5-15.