Generalized Dependence of the Viscosity of Particulate-Filled Polymer Composite Materials with Different Types of Structures
- Authors: Simonov-Emel’yanov I.D.1, Surikov P.V.1
-
Affiliations:
- Lomonosov Institute of Fine Chemical Technologies, MIREA—Russian Technological University
- Issue: Vol 57, No 4 (2023)
- Pages: 445-453
- Section: Articles
- Published: 01.07.2023
- URL: https://journals.rcsi.science/0040-3571/article/view/138518
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0040357123040115
- EDN: https://elibrary.ru/VFDQOS
- ID: 138518
Cite item
Abstract
Models describing the rheological properties of particulate-filled polymer composite materials are analyzed from the point of view of their structure. A mathematical model relating the relative viscosity to the parameters of the disperse structure is proposed on the example of a model system based on low-density polyethylene containing glass microspheres. The rheological properties of particulate-filled composite materials are considered for the first time from the standpoint of the formation of a heterogeneity by particles of a dispersed filler in space and the construction of a polymer matrix in the free space in the form of three functional components (Θ, B, and M). The use of this approach in technological practice makes it possible to estimate the melt viscosity from the parameters of a given type of structure (dependent on the content of dispersed filler) of a particulate-filled polymer composite material.
About the authors
I. D. Simonov-Emel’yanov
Lomonosov Institute of Fine Chemical Technologies, MIREA—Russian Technological University
Email: surikov@mirea.ru
119454, Moscow, Russia
P. V. Surikov
Lomonosov Institute of Fine Chemical Technologies, MIREA—Russian Technological University
Author for correspondence.
Email: surikov@mirea.ru
119454, Moscow, Russia
References
- Основы технологии переработки пластмасс: Учебник для вузов / С.В. Власов, Л.Б. Кандырин, В.Н. Кулезнев и др. М.: Химия, 2004.
- Симонов-Емельянов И.Д. Технология получения дисперсно-наполненных пластических масс /в кн. Полимерные композиционные материалы: структура, свойства, технология / Под ред. А.А. Берлина. СПб.: Профессия, 2008. С. 314.
- Шкловский Б.И., Эфрос А.Л. Теория протекания и проводимость сильно неоднородных сред // Успехи физических наук. 1975. Т. 117. № 3. С. 401.
- Де Жен П. Идеи скейлинга в физике полимеров. М.: Мир, 1982.
- Симонов-Емельянов И.Д. Расчет составов дисперсно-наполненных полимерных композиционных материалов с различными типами решеток и параметрами структур / Пластические массы. 2020. № 1–2. С. 4.
- Симонов-Емельянов И.Д. Классификация дисперсно-наполненных полимерных композиционных материалов по типу решеток и структурному принципу // Клеи. Герметики. Технологии. 2020. № 1. С. 8.
- Симонов-Емельянов И.Д., Харламова К.И., Дергунова Е.Р. Маслоемкость дисперсных порошков и определение максимального содержания наполнителей в полимерных композиционных материалах // Клеи. Герметики. Технологии. 2022. № 3. С. 18.
- Хаппель Дж. Гидродинамика при малых числах Рейнольдса. М.: Мир, 1976.
- Мошев В.В., Иванов В.А. Реологическое поведение неньютоновских суспензий. М.: Наука, 1990.
- Матвеенко В.Н., Кирсанов Е.А. Вязкость и структура дисперсных систем // Вестн. Моск. ун-та. серия 2. Химия. 2011. Т. 52. № 4. С. 243.
- Кирсанов Е.А., Матвеенко В.Н. Неньютоновское поведение структурированных систем. М.: ТЕХНОСФЕРА, 2016.
- Kandyrin L.B., Kuleznev V.N. Dependence of viscosity on the composition of concentrated dispersions and the free volume concept of disperse systems // Advances in Polymer Science. 1992. V. 103. P. 103.
- Физические и химические процессы при переработке полимеров / Кербер М.Л. и др. СПб: Научные основы и технологии, 2013.
- Кречетов Д.Д., Ковалева А.Н., Симонов-Емельянов И.Д. Реологические свойства дисперсно-наполненных термопластов с разным типом структур при температурах переработки // Пластические массы. 2020. № 9–10. С. 19.
- Mooney M. The viscosity of a concentrated suspension of spherical particles // J. Colloid Sci. 1951. V. 6 № 2. P. 162.
- Малкин А.Я., Куличихин В.Г. Дилатансия и динамическое стеклование концентрированных суспензий: состояние проблемы // Коллоидный журн. 2016. Т. 78. № 1. С. 3.
- Кулак М.И. Фрактальная механика материалов. Минск: Вышэйшая школа, 2002.
- Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений. Л.: Энергоатомиздат, 1991.