Более непосредственным доказательством образования нанокомпозита являются данные TEM. Темные линии представляют собой отдельные силикатные слои. В случае со слоями MMT (Cloisite 30B) существуют некоторые нерегулярные дисперсии в силикатном слое. Также с помощью Closite 30B была получена относительно расслоенная и хорошо диспергированная часть нанокомпозита. Тем не менее, слои MMT ([Na.sup.+]), лучше организованы, а некоторые силикатные слои сохранили свою исходную организация. При добавлении MMT, модуль упругости при растяжении композитов, повышается до 5%, поскольку MMT более жесткий по сравнению со смолой матрицы. Модуль композитов Cloisite 30B и Cloisite 25A превышает модуль композита Cloisite [Na.sup.+] за счет более высокой степени расслаивания и лучшей адгезии у интерфейсов MMT-UP. При содержании ММТ более 5%, модуль упругости при растяжении начинает уменьшаться при уменьшении концентрации MMT в обоих видах композитов, за счет более низкой степени расслоения и более низкой степени поверхностного взаимодействия между полимером и MMT при более высокой концентрации MMT. Для композита Cloisite [Na.sup.+] повышение модуля упругости при растяжении не является существенным по сравнению с модулем упругости при растяжении чистого ненасыщенного полиэфира. Это происходит из-за того, что происходит незначительное встаривание/расслаивание (или не происходит вообще никакого) между кремниевыми слоями композита Cloisite [Na.sup.+], поэтому эти материалы функционируют как традиционные композиты, особенно при высоких концентрациях ММТ. Также плотность сшивания может быть ниже при более высокой концентрации ММТ, что также приводит к формированию более низких значений модуля. Увеличение прочности на разрыв, связанное с повышением концентрации MMT. Изменения прочности на разрыв композита с определенными концентрациями MMT аналогичны изменениям модуля упругости при растяжении. Максимальная прочность на разрыв образуется при концентрации ММТ 5%. Проведенные исследования термических свойств полимеров показали, что температура перехода в стеклообразное состояние полимера--MMT нано-композитов повышается при повышении концентрации MMT. Температура [T.sub.g] повышается при повышении концентрации MMT (Closite 30B). А это означает усиление адгезии между поверхностями ненасыщенного полиэфира MMT. Также нано-MMT препятствует сегментному перемещению полимерных цепей. Известно, что основным фактором, который оказывает влияние на [T.sub.g] отвержденного ненасыщенного полиэфира, является плотность сшивания той же самой ненасыщенной полиэфирной смолы. Таким образом, можно заключить, что UP-MMT нанокомпозит обладает высокой плотностью сшивания. Тем не менее, вне рамок определенной концентрации MMT (примерно в диапазоне 5-7%), [T.sub.g] уменьшается при повышении концентрации MMT. Таким образом, плотность поперечных связей может уменьшаться при высокой концентрации MMT. Кривые термогравиметрического анализа чистого ненасыщенного полиэфира и нанокомпозита Closite 30B-UP даны на Рис. 8. Возникновение деградации незначительно, но постоянно усиливается в чистом ненасущенном полиэфире по сравнению с нанокомпозитом Closite 30B-UP. Термическая деградация чистого ненасышенного полиэфира и МMT-UP имеет три отличные друг от друга этапа. Первым этапом является разложение относительно слабых образованных начальными концами связей, загрязняющих частиц и стирольных мономеров в ненасыщенном полиэфире. Вторым этапом является разложение концевых групп ненасыщенного полиэфира, а третьим является разложение главных цепей ненасыщенного полиэфира. Три этапа деградации реализуются при температурах в 161 [градус]C, 272 [градуса]C, и 321 [градус]C в чистом ненасыщенном полиэфире и при 224 [градусах]C, 326 [градусах]C, 408[градусах]C в нанокомпозите ММТ-UP. Температура разложения главной цепи нанокомпозита Cloisite 30B-UP превосходит значение для чистого ненасыщенного полиэфира примерно на 80 [градусов]C. Полное разложение чистого ненасыщенного полиэфира происходит при 400 [градусах]C. У нанокомпозитов деградация происходит значительно медленнее при температуре выше 400 [градусов]C, поскольку только неорганический MMT остается в системе на этом этапе. Это показывает, что у нанокомпозита ММТ-UP более высокая термическая стабильность по сравнению с чистым ненасыщенным полиэфиром. 4.2. Воздействие нанокомпозита UP-MMT (Closite 30B) на полимербетон 4.2.1. Температура испытаний -25 [градусов]C Была определена прочность полимербетонных образцов, которые заливали с нанокомпозитом Cloisite 30B-UP, содержащим 5% MMT. Прочность сжатия, модуль упругости, а также сопротивление раскалыванию полимербетона с использованием нанокомпозита Cloisite 30B-UP, превосходили значения соответствующих показателей для полимербетона с использованием чистого ненасыщенного полиэфира, что означает, что использованием расслоенного нанокомпозита ММТ-UP повышает прочность полимербетона. Предел прочности полимербетона при изгибе не увеличивается существенно при использовании Cloisite 30B-UP нанокомпозита. Было установлено, что прочность сжатия, модуль упругости, а также сопротивление раскалыванию полимербетона соотносятся с прочностью на разрыв и модулем упругости при растяжении нанокомпозита ММТ-UP. Тем не менее, предел прочности при изгибе полимербетона не соотносится существенно с прочностью на разрыв и модулем упругости при растяжении нанокомпозита ММТ-UP. 4.2.2. Воздействие температуры на прочность и модуль Юнга. Виды повреждения полимербетона различались в зависимости от температуры, при которой испытывались материалы. У цилиндров сжатия возникало внезапное хрупкое разрушение при испытаниях при температуре -15 [градусов]C и 25 [градусов]C. Напротив, у цилиндров, которые испытывались при температуре 65 [градусов]C, наблюдалось медленное нехрупкое разрушение, результатом которого становилось избыточное разбухание образца. Такое поведение возникает от уменьшения модуля связующей смолы в образцах полимербетона при повышении температуры. Это означает, что модуль образца полимербетона уменьшается с повышением температуры. |
