ikbguИзвестия Кабардино-Балкарского государственного университетаProceedings of the Kabardino-Balkarian State University2221-7789Kabardino-Balkarian State University named after Kh. M. Berbekov10.31143/2221-7789-2024-2-113-118QHVMBEikbgu-110Research ArticleХимияChemistryРОЛЬ АНИЗОТРОПИИ НАПОЛНИТЕЛЯ В ФОРМИРОВАНИИ СВОЙСТВ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИТОВTHE ROLE OF FILLER ANISOTROPY IN FORMATION OF POLYMER COMPOSITES PROPERTIESТочиевДж. С.TochievD. S.i_dolbin@mail.ruСапаевХ. Х.SapaevKh. Kh.i_dolbin@mail.ruДавыдоваВ. В.DavydovaV. V.i_dolbin@mail.ruДолбинИ. В.DolbinI. V.i_dolbin@mail.ruИнгушскуий государственный университетIngush State UniversityЧеченский государственный университет им. А.А. КадыроваChechen State UniversityРоссийский государственный университет туризма и сервисаRussian State University of Tourism and ServiceКабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. БербековаKabardino-Balkarian State University202430062024142113118Copyright © Точиев Д.С., Сапаев Х.Х., Давыдова В.В., Долбин И.В., 20242024Точиев Д.С., Сапаев Х.Х., Давыдова В.В., Долбин И.В.Tochiev D.S., Sapaev K.K., Davydova V.V., Dolbin I.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.izvestiakbsu.ru/jour/article/view/110

Показано, что степень анизотропии наполнителя в полимерной матрице, влияющая на свойства композитов, является структурным фактором. Этот фактор определяется аффинностью компонент композита в рамках фрактального анализа. Аффинность компонент композита однозначно определяет такие важные свойства этих материалов как, например, эффективность наполнителя в качестве армирующего элемента, его реальный модуль упругости и т. п. Предложен ряд методов, позволяющих целенаправленно изменять степень анизотропии наполнителя в процессе получения композитов.

It has been shown that the anisotropy degree of filler in polymer matrix, essentially influencing on composites properties, is structural factor. This factor is defined by composite components affinity within the frameworks of fractal analysis. The composite components affinity defines unequivocally such important properties of these materials as, by example, the filler efficiency as reinforcing element, its real elastic modulus and another things. The number of methods was proposed, allowing to change purposefully anisotropy degree in process of composites preparation.

композитнаполнительстепень анизотропииаффинность эффективность наполнителямодуль упругостиcompositefilleranisotropy degreeaffinityfiller efficiencyelastic modulusReferencesFornes T.D., Paul D.R. Modeling properties of nylon 6/clay nanocomposites using composite theories // Polymer. 2003. V. 44, N 17. P. 4993–5013.Fornes T.D., Paul D.R. Modeling properties of nylon 6/clay nanocomposites using composite theories // Polymer. 2003. V. 44, N 17. P. 4993–5013.Козлов Г.В., Долбин И.В. Влияние аффинности компонентов структуры нанокомпозитов по- лимер/графен на их свойства // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследова- ния. 2022, № 1. С. 58–62.Kozlov G.V., Dolbin I.V. Influence of the Affinity of the Components of the Polymer/Graphene Nanocomposite Structure on Its Properties // Surface. X-ray, Synchrotron, and Neutron Research. 2022, No. 1. Pp. 58–62.Козлов Г.В., Долбин И.В. Влияние аффинности компонент нанокомпозитов поли- мер/углеродные нанотрубки на их свойства // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2022. Т. 58, № 5. С. 521–525.Kozlov G.V., Dolbin I.V. Influence of the Affinity of the Components of the Polymer/Carbon Nanotube Nanocomposite Structure on Its Properties // Surface Physics and Materials Protection. 2022. Vol. 58, No. 5. Pp. 521–525.Патрушев Л.И. Искусственные генетические системы. Т. 1. Генная и белковая инженерия. М.: Наука, 2004. 526 с.Patrushev L.I. Artificial Genetic Systems. Vol. 1. Genetic and Protein Engineering. Moscow: Nauka, 2004. 526 p.Šupova M., Martynkova G.S., Barabaszova K. Effect of nanofiller dispersion in polymer matrices: a review // Sci. Advanced Mater. 2011. V. 3, N 1. P. 1–25.Šupova M., Martynkova G.S., Barabaszova K. Effect of nanofiller dispersion in polymer matrices: a review // Sci. Advanced Mater. 2011. V. 3, N 1. P. 1–25.Атлуханова Л.Б., Козлов Г.В. Физикохимия нанокомпозитов полимер-углеродные нанотрубки. М.: Изд-во «Спутник +», 2020. 292 с.Atlukhanova L.B., Kozlov G.V. Physical Chemistry of Polymer-Carbon Nanotube Nanocomposites. Moscow: Sputnik + Publishing House, 2020. 292 p.Козлов Г.В., Долбин И.В. Особенности процесса агрегации наполнителя в нанокомпозитах поли- мер-углеродные нанотрубки // Прикладная механика и техническая физика. 2020. Т. 61, № 2. С. 125–129.Kozlov G.V., Dolbin I.V. Features of the filler aggregation process in polymer-carbon nanotube nanocomposites // Applied Mechanics and Technical Physics. 2020. Vol. 61, No. 2. Pp. 125–129.Coleman J.N., Khan U., Blau W.J., Gun’ko Yu.K. Small but strong: a review of the mechanical prop- erties of carbon nanotube-polymer composites // Carbon. 2006. V. 44, N 6. P. 1624–1652.Coleman J.N., Khan U., Blau W.J., Gun’ko Yu.K. Small but strong: a review of the mechanical prop- erties of carbon nanotube-polymer composites // Carbon. 2006. V. 44, N 6. P. 1624–1652.Coleman J.N., Cadek M., Pyan K.P., Fonseca A., Nady J.B., Blau W.J., Ferreira M.S. Reinforce- ment of polymers with carbon nanotubes: the role of an ordered polymer interfacial region. Experiment and mod- eling // Polymer. 2006. V. 47, N 23. P. 8556–8561.Coleman J.N., Cadek M., Pyan K.P., Fonseca A., Nady J.B., Blau W.J., Ferreira M.S. Reinforce- ment of polymers with carbon nanotubes: the role of an ordered polymer interfacial region. Experiment and modeling // Polymer. 2006. V. 47, N 23. P. 8556–8561.Козлов Г.В., Ризванова П.Г., Долбин И.В., Магомедов Г.М. Определение модуля упругости нанонаполнителя в матрице полимерных нанокомпозитов // Известия ВУЗов. Физика. 2019. Т. 62, № 1. С. 112–116.Kozlov G.V., Rizvanova P.G., Dolbin I.V., Magomedov G.M. Determination of the Elastic Modulus of a Nanoparticle Filler in a Polymer Nanocomposite Matrix // Izvestiya VUZov. Physics. 2019. Vol. 62, No. 1. Pp. 112–116.Долбин И.В., Магомедов Г.М., Козлов Г.В. Влияние жесткости полимерной матрицы на эф- фективность армирования нанокомпозитов углеродными нанотрубками // Известия ВУЗов. Физика. 2022. Т. 65, № 12. С. 128–131.Dolbin I.V., Magomedov G.M., Kozlov G.V. Influence of the Polymer Matrix Stiffness on the Effectiveness of Carbon Nanotube Reinforcement of Nanocomposites // Izvestiya VUZov. Physics. 2022. Vol. 65, No. 12. Pp. 128–131.Козлов Г.В., Долбин И.В. Влияние реального уровня анизотропии углеродных нанотрубок на степень усиления полимерных нанокомпозитов // Известия ВУЗов. Физика. 2017. Т. 60, № 6. С. 72–76.Kozlov G.V., Dolbin I.V. Influence of the Real Level of Carbon Nanotube Anisotropy on the Reinforcement Degree of Polymer Nanocomposites // Izvestiya VUZov. Physics. 2017. Vol. 60, No. 6. Pp. 72–76.Jan R., May P., Bell A.P., Habib A., Khan U., Coleman J.N. Enhancing the mechanical properties of BN nanosheet-polymer composites be uniaxial drawing // Nanoscale. 2014. V. 6, N 9. P. 4889–4895.Jan R., May P., Bell A.P., Habib A., Khan U., Coleman J.N. Enhancing the mechanical properties of BNKim H., Kobayashi S., AbdurRahim M.A., Zhang M.J., Khusainova A., Hillmyer M.A., Abdala A.A., Macosko C.W. Graphene/polyethylene nanocomposites: Effect of polyethylene functionalization and blending methods // Polymer. 2011. V. 52, N 7. P. 1837–1846.nanosheet-polymer composites be uniaxial drawing // Nanoscale. 2014. V. 6, N 9. P. 4889–4895.Yousefi N., Lin X., Zheng Q., Shen X., Pothnis J.R., Jia J., Zussman E., Kim J.-K. Simultaneous in situ reduction, self-alignment and covalent bonding in grapheme oxide/epoxy composites // Carbon. 2013.Kim H., Kobayashi S., AbdurRahim M.A., Zhang M.J., Khusainova A., Hillmyer M.A., Abdala A.A., Macosko C.W. Graphene/polyethylene nanocomposites: Effect of polyethylene functionalization and blending methods // Polymer. 2011. V. 52, N 7. P. 1837–1846.V. 58, N 2. P. 406–417.Yousefi N., Lin X., Zheng Q., Shen X., Pothnis J.R., Jia J., Zussman E., Kim J.-K. Simultaneous in situ reduction, self-alignment and covalent bonding in grapheme oxide/epoxy composites // Carbon. 2013.Куличин В.Г., Семаков А.В., Карбушев В.В., Платэ Н.А., Picken S.J. Переход хаос-порядок в критических режимах течения сдвига расплавов полимеров и нанокомпозитов // Высокомолекулярные соединения А. 2009. Т. 51, № 11. С. 2044–2053.V. 58, N 2. P. 406–417.Ризванова П.Г., Магомедов Г.М., Козлов Г.В., Долбин И.В. Локальная и пространственная структура нанонаполнителя в полимерной матрице и ее влияние на свойства нанокомпозитов // Физика и химия обработки материалов. 2019, № 3. С. 40–45.Kulichin V.G., Semakov A.V., Karbushev V.V., Plate N.A., and Picken S.J. Chaos-Order Transition in Critical Shear Flow Regimes of Polymer Melts and Nanocomposites. High-Molecular-Weight Compounds A, 2009, Vol. 51, No. 11, pp. 2044-2053.Rizvanova P.G., Magomedov G.M., Kozlov G.V., Dolbin I.V. Local and spatial structure of a nanofiller in a polymer matrix and its influence on the properties of nanocomposites // Physics and Chemistry of Material Processing. 2019, No. 3. Pp. 40–45.Rizvanova P.G., Magomedov G.M., Kozlov G.V., Dolbin I.V. Local and spatial structure of a nanofiller in a polymer matrix and its influence on the properties of nanocomposites // Physics and Chemistry of Material Processing. 2019, No. 3. Pp. 40–45.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.