Novosibirsk, Russia, May, 30 – June, 4, 2011

International Conference
"Modern Problems of Applied Mathematics and Mechanics: Theory, Experiment and Applications", devoted to the 90th anniversary of professor Nikolai N. Yanenko

Matveeva A.   van Hattum F.  

Разработка и анализ структурных моделей полимерных композитов на основе углеродных нанотрубок

Reporter: Matveeva A.

     Полимерные композиционные материалы (ПКМ), упрочненные углеродными нанотрубками (УНТ), получили широкое применение в различных областях индустрии от электронной до аэрокосмической благодаря уникальным прочностным характеристикам, высокой тепло/электропроводности, малому весу, высокой термостойкости при объемном содержании такого наполнителя всего в несколько процентов. В связи с этим возрастает актуальность проблемы разработки и анализа структурных моделей нанокомпозитов для определения механических, электрических и тепловых свойств.
     Поскольку масса нанотрубок мала, а отношение длины к диаметру очень большое, то поверхностные силы, существенно превосходящие объемные, притягивают нанотрубки друг к другу. Неравномерное распределение нанотрубок в матрице и образование агломератов микронных размеров существенно уменьшают качественные характеристики композита. Существующие микромеханические модели необходимо модифицировать, учитывая особенности внутренней неоднородной структуры материала [1].
     Для количественной и качественной оценки дисперсии и распределения УНТ в полимерной матрице применялись методы просвечивающей и растровой электронной микроскопии. Анализ изображений исследуемых образцов позволил выявить агломераты неправильной формы, образующие дисперсию с широким распределением по размерам. Полученная информация о морфологии УНТ и их образований интегрируется в микромеханические модели посредством статистического анализа как кластерных объектов, так дисперсной системы в целом [2].
     Данная работа представляет методологию, использующую экспериментальные данные и статистические методы для описания совокупного эффекта дисперсии, распределения, ориентации и длины УНТ в полимерной матрице на надежность и точность определения физикомеханических свойств полимерных нанокомпозитов.

1. Шермергор Т.Д. Теория упругости микронеоднородных сред, М. : Наука, 1977, 400 с.
2. Shrinivasa R. Bakshi, Ruben G. Batista, Arvind Agarwal, Quantification of carbon nanotube distribution and property correlation in nanocomposites, Composite: Part A, 40, 2009, P.1311-1318.

Abstracts file: Matveeva.doc
Full text file: matveeva_Yanenko2011.pdf


To reports list
© 1996-2017, Institute of computational technologies of SB RAS, Novosibirsk