Анотація до роботи:

Караман В.М. Термо- і в’язкопружність термопластичних нанокомпозитів на основі поліпропілену та поліаміду 6. Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеню кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.19 – фізика полімерів. – Інститут хімії високомолекулярних сполук НАН України, Київ, 2003р.

Дисертацію присвячено питанням дослідження впливу природи і вмісту наповнювача на термо- і в’язкопружні властивості нанокомпозитів у твердому і розплавленому станах. Вперше показано принципову подібність властивостей класичних нанокомпозитів на основі шаруватих анізометричних наповнювачів з властивостями нанокомпозитів на основі нанонаповнювачів іншої природи. Дослідження в’язкопружних властивостей дозволило встановити виникнення суцільної структурної сітки наночастинок в розплавах нанокомпозитів при надзвичайно низькому вмісту наповнювача (4-5 %). Аналіз експериментальних даних дозволив запропонувати структурну модель нанокомпозиту в твердому стані, яка передбачає перехід певної частини прохідних ланцюгів у міжламелярних прошарках в розтягнуту конформацію як причину надзвичайно великого перевищення модулів пружності і одночасного зменшенням коефіцієнта термічного розширення порівняно з існуючими теоретичними розрахунками. Запропоновано новий “структурний” критерій високонаповненого термопластичного нанокомпозита.

1. Порівняльні дослідження термо- і в’язкопружних властивостей нанокомпозитів в твердому і розплавленому станах вперше дозволили показати принципову подібність властивостей класичних нанокомпозитів на основі шаруватих анізометричних наповнювачів (система поліамід 6/органоглина) з властивостями нанокомпозитів на основі нанонаповнювачів іншої природи (система поліпропілен/ органоаеросил).

2. В результаті досліджень в’язкопружних властивостей вперше експериментально встановлено виникнення суцільної структурної сітки наночастинок (нескінчений кластер) в розплавах нанокомпозитів різної природи при надзвичайно низькому вмісті наповнювача (4-5 %), при якому ефективна товщина прошарку полімеру між сусідніми наночастинками стає порівнянною з середнім радіусом інерції незбуреного макромолекулярного клубка .

3. Аналіз експериментальних даних дозволив запропонувати структурну модель термопластичного нанокомпозиту в твердому стані, яка передбачає перехід певної частини прохідних ланцюгів в міжламелярних прошарках в розтягнуту конформацію як причину надзвичайно великого перевищення модулів пружності і одночасного зменшення коефіцієнта термічного розширення порівняно з існуючими теоретичними розрахунками.

4. Запропоновано новий “структурний” критерій високонаповненого термопластичного нанокомпозита, . В рамках співвідношення

(де – максимальна щільність упакування частинок наповнювача) більш ефективним шляхом виконання умови, , є неперервне зменшення розміру частинок наповнювача порівняно з існуючим до цього часу методом неперервного збільшення об'ємного вмісту наповнювача .

Публікації автора:

1. Rheological characterization of irradiation grafted nano-inorganic particle filled polypropylene composites in the melt / V.P. Privalko, V.F. Shumsky, E.G. Privalko, V.M. Karaman, R. Walter, K. Friedrich, M.Q. Zhang, M.Z. Rong // Фізика конденсованих високомолекулярних систем. – 2002. – Вип. 9. – С. 5-9. (автором безпосередньо для досліджень приготовлені зразки; проведена робота по визначенню в’язкопружних властивостей нанокомпозитів на основі ПП; проведені математична обробка результатів експерименту та розрахунок спектра часів релаксації; участь в обговоренні результатів досліджень)

2. Structure and thermoelasticity of irradiation grafted nano-inorganic particle filled polypropylene composites in the solid state / V.P. Privalko, V.M. Karaman, E.G. Privalko, R. Walter, K. Friedrich, M.Q. Zhang, M.Z. Rong // J. Macromol Sci. Phys. – 2002. – Vol. 41B, №3. – P. 485-503. (автором безпосередньо для досліджень приготовлені зразки; методом рентгеноструктурного аналізу і калориметрії досліджена структура нанокомпозитів на основі ПП; методом деформаційної калориметрії визначені термопружні властивості; участь в обговоренні отриманих результатів)

3. Structure and Thermoelasticity of polyamide 6/organoclay nanocomposites / V.P. Privalko, V.M. Karaman, E.G. Privalko, B. Lehmann, K. Friedrich // J. Macromol Sci. Phys. – 2003. – Vol. B42, №5. – P. 975-987. (автором досліджена структура і термопружні властивості нанокомпозитів на основі ПА6; проведено математичну обробку результатів експерименту; визначенні основні структурні і термопружні характеристики; проведений їх аналіз)

4. В’язкопружні характеристики в розплавленому стані нанокомпозитів на базі поліпропилену / В.Ф. Шумський, Ю.С. Липатов, Е.Г. Привалко, В.М. Караман, В.П. Привалко, Р. Вальтер, К. Фрідріх, М.Ж. Ронг // Доповіді НАН України. – 2001. – №12. – С. 130-133. (автором проводились порівняльні дослідження в’язкопружних властивостей чистого ПП і нанокомпозита на його основі)

5. Viscoelasticity and flow behavior of irradiation grafted nano-inorganic particle filled polypropylene composites in the melt state / V.P. Privalko, V.F. Shumsky, E.G. Privalko, V.M. Karaman, R. Walter, K. Friedrich, M.Q. Zhang, M.Z. Rong // Sci. Technol. Adv. Mater. – 2002. – №3. – Р. 111-116. (автором безпосередньо для досліджень приготовлені зразки; проведені дослідження в’язкопружних властивостей нанокомпозитів на основі ПП; проведено математичну обробку результатів експерименту; участь в обговоренні результатів досліджень)

6. Viscoelastic behavior of polypropylene-based nanocomposities in the melt state / V.F. Shumsky, E.G. Privalko, V.M. Karaman, V.P. Privalko, R. Walter, K. Friedrich, M.Z. Rong // Advanced Composites letters. – 2001. – Vol. 10, №4. – P. 191-195. (автором безпосередньо для досліджень приготовлені зразки; проведено порівняльні дослідження в’язкопружних властивостей нанокомпозитів на основі ПП; проведено математичну обробку результатів експерименту; участь в обговоренні результатів досліджень)

7. Структура і термопружні характеристики нанокомпозитів на базі поліпропилену / В.М. Караман, В.П. Привалко, Р. Вальтер, К. Фрідріх // Матеріали VI Всеукраїнської конференції "Фундаментальна та професійна підготовка вчителів з фізики". – Миколаїв, Україна. – 2001. – С. 252-260.

8. Реологічні властивості в розплавленому стані композитів на базі поліпропілену і радіаційно модифікованих неорганічних наночастинок / В.М. Караман, В.Ф. Шумський, Е.Г. Привалко, В.П. Привалко, Р. Вальтер, К. Фрідріх, М.Ж. Ронг // Матеріали 7 Всеукраїнської наукової конференції "Фундаментальна та професійна підготовка фахівців з фізики". – Київ, Україна. – 2002. – С. 117.

9. Solid-state structure and thermoelasticity of irradiation grafted nano-inorganic particle filled polypropylene composites / V.P. Privalko, V.M. Karaman, E.G. Privalko, R. Walter, K. Friedrich, M.Q. Zhang, M.Z. Rong // Polymeric materials. – Halle, Germany. – 2002. – P. 492-495.

10. Караман В.М. В’язкопружність розплавів нанокомпозитів на базі поліаміду 6 і органоглини // Тези доповідей 5 Української конференції молодих вчених з високомолекулярних сполук. – Київ, Україна. – 2003. – С. 46.

11. Караман В.М. Структура і термопружність органомінеральних нанокомпозитів на основі поліаміду 6 // Тези доповідей 5 Української конференції молодих вчених з високомолекулярних сполук. – Київ, Україна. – 2003. – С. 48.

12. Караман В.М. Структура і термопружні властивості наповненого модифікованими наночастинками поліпропілену у твердому стані. // Тези доповідей 5 Української конференції молодих вчених з високомолекулярних сполук. – Київ, Україна. – 2003. – С. 67.