МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АНИЗОТРОПНЫХ МАГНИТОАКТИВНЫХ ЭЛАСТОМЕРОВ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Синтезированы анизотропные магнитоактивные эластомеры на основе полидиметилсилоксана и магнитных частиц разной химической природы, формы и размера. Проведен сравнительный анализ их механических свойств (модуля упругости, прочности и удлинения при разрыве) в зависимости от взаимной ориентации внутренней структуры, формируемой частицами магнитного наполнителя при синтезе композита в магнитном поле, и направления внешней механической силы при растяжении образцов. Анизотропия механических свойств наиболее ярко проявляется в композитах на основе анизометричных частиц – игольчатых и пластинчатых. Наибольшие значения коэффициента анизотропии упругости наблюдаются у композита, содержащего пластинчатые микрочастицы железа, для него отношение модулей упругости в параллельном и перпендикулярном внутренней структуре направлениях достигает пяти. Использование магнитного наполнителя и его ориентирование при помощи магнитного поля является эффективным методом создания полимерных композитов с анизотропией механических свойств.

Об авторах

Г. В. Степанов

Научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений; Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова. Физический факультет

Email: kram@polly.phys.msu.ru
Россия, 119991, Москва, ш. Энтузиастов, 38; Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, 1-2

С. И. Кириченко

Институт тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова (МИРЭА)

Email: kram@polly.phys.msu.ru
Россия, 119454, Москва, пр. Вернадского, 78

Е. Е. Махаева

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова. Физический факультет

Email: kram@polly.phys.msu.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, 1-2

Е. Ю. Крамаренко

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова. Физический факультет

Автор, ответственный за переписку.
Email: kram@polly.phys.msu.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, 1-2

Список литературы

  1. Varga Z., Fehér J., Filipcsei G., Zrínyi M. // Macromol. Symp. 2003. V. 200. № 1. P. 93.
  2. Varga Z., Filipcsei G., Zrınyi M. // Polymer. 2005. № 46. P. 7779.
  3. Varga Z., Filipcsei G., Szilágyi A., Zrínyi M. // Macromol. Symp. 2005. V. 227. P. 123.
  4. Hajsz T., Csetneki I., Filipcsei G., Zrinyi M. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2006. № 8. C. 977.
  5. Filipcsei G., Zrínyi M. // Chem. Eng. 2009. V. 53. № 2. P. 93.
  6. Zrínyi M. // Colloids Surf. A. 2011. V. 382. № 1–3. P. 192.
  7. Mitsumata T., Nagata A., Sakai K., Taniguchi T. // Jpn J. Appl. Phys. 2004. V. 43. № 12. P. 8203.
  8. Mitsumata T. Kosugi, Y. Ouchi Sh. // Progr. Colloid Polym. Sci. 2009. V. 136. P. 163.
  9. Ouchi Sh., Mitsumata T. // Transact. Mater. Res. Soc. Jpn. 2009. V. 34. № 3. P. 459.
  10. Farshad M., Benine A. // Polym. Test. 2004. № 23. P. 347.
  11. Coquelle E., Bossis G., Szabo D., Giulieri F. // J. Mater. Sci. 2006. V. 41. P. 5941.
  12. Chokkalingam R., Pandi R.S., Mahendran M. // J. Compos. Mater. 2011. V. 45. № 15. P. 1545.
  13. Ginde J.M., Nichols M.E., Eliea L.D., Tardiff I.L. // Part of the SPIE Conference on Smart Materials Technologies. Newport Beach, California, 1999. V. 3675. № 3. P. 131.
  14. Berasategi J., Salazar D., Gomez A., Gutierrez J., San Sebastián M., Bou-Ali M., Barandiaran, J.M. // Rheol. Acta. 2020. V. 59. P. 469.
  15. Boczkowska A., Awietjan Stefan, Babski K., Wroblewski R., Leonowicz M. // Proc. SPIE 6170. Smart Structures and Materials 2006: Active Materials: Behavior and Mechanics, 2006, 61700R.
  16. Boczkowska A., Awietjan S.F., Wroblewski R. // Smart Mater. Struct. 2007. V. 16. P. 1924.
  17. Boczkowska A., Awietjan S.F. // Mater. Sci. Forum. 2008. V. 587–588. P. 630.
  18. Boczkowska A., Awietjan S.F. // From Kompozyty. 2008. V. 8. № 4. P. 327.
  19. Boczkowska A., Awietjan S. Advanced Elastomers – Technology, Properties and Applications. Microstructure and Properties of Magnetorheological Elastomers / Ed. by A.Boczkowska. 2012. P. 147.
  20. Boczkowska A., Awietjan S.F., Wejrzanowski T., Kurzydłowski K.J. // J. Mater Sci. 2009. V. 44. P. 3135.
  21. Kostrov S.A., Gorodov V.V., Muzafarov A.M., Kramarenko E.Yu. // Polymer Science B. 2022. V. 64. № 6. P. 888.
  22. Chen S.W., Li R., Zhang Z., Wang X.J. // Smart Mater. Struct. 2016. V. 25. № 3. P. 035001.
  23. Zhang W., Gong X.L., Jiang W., Fan Y.C. // Smart Mater. Struct. 2010. V. 19. № 8. P. 085008.
  24. Kumar V., Lee D. // J. Magn. Magn. Mater. 2017. V. 441. P. 105.
  25. Li J., Gong X., Xu Z., Jiang W. // Int. J. Mat. Res. 2008. V. 99. № 12. P. 1358.
  26. Chen L., Gong X.L., Li W.H. // Smart Mater. Struct. 2007. V. 16. № 6. P. 2645.
  27. Nam T.H., Petríková I., Marvalová B. // Polym. Test. 2020. V. 81. P. 106272.
  28. Lu X., Qiao X., Watanabe H., Gong X., Yang T., Li W., Sun K., Li M., Yang K., Xie H., Yin Q., Wang D., Chen X. // Rheol. Acta. 2012. V. 51. № 1. P. 37.
  29. Tao Li, Ali Abd El-Aty, Cheng Cheng, Yizhou Shen, Cong Wu, Qiucheng Yang, Shenghan Hu, Yong Xu, Jie Tao, Xunzhong Guo // Journal of Renewable Mater. 2020. V. 8. № 11. P. 1411.
  30. Boczkowska A., Awietjan S.F. // Mater. Sci. Forum. 2010. V. 636–637. P. 766.
  31. Tian T., Nakano M. // J. Intell. Mater. Syst. Struct. 2018. V. 29. № 2. P. 151.
  32. Moucka R., Sedlacik M., Cvek M. // Appl. Phys. Lett. 2018. V. 112. № 12.
  33. Mietta J.L., Jorge G., Perez E., Maeder Th., Negri M. // Sensors Actuators A. 2013. V. 192. P. 34.
  34. Mietta J.L., Jorge G., Negri R.M. // Smart Mater. Struct. 2014. V. 085026. № 23.
  35. Butera A., Álvarez N., Jorge G., Ruiz M.M., Mietta J.L., Negri R.M. // Phys. Rev. B. 2012. V. 86. № 14. P. 1.
  36. Deng H., Gong X. // Commun.Nonlinear Sci. Numerical Simul. 2008. V.13. №9. P.1938.
  37. Landa R.A., Antonel P.S., Ruiz M.M., Perez O.E., Butera A., Jorge G., Oliveira C.L.P., Negri M. // J. Appl. Phys. 2013. V. 114. № 21. P. 213912.
  38. Schümann M., Seelig N., Odenbach S. // Smart Mater. Struct. 2015. V. 24. № 10. P. 105028.
  39. Zhang R., Li Z., Chen S. W., Wang X. J. // IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. 2015. V. 87 (1).
  40. Zhang W., Gong X.L., Chen L.A. // J. Magn. Magn. Mater. 2010. V. 322. № 23. P. 3797.
  41. Miedzinska D., Slawinski G., Niezgoda T., Boczkowska A. // Solid State Phenomena. 2012. V. 183. P. 125.
  42. Komarov P.V., Khalatur P.G., Khokhlov A.R. // Polym. Adv. Technol. 2021. V. 32. P. 3922.
  43. Ivaneyko D., Toshchevikov V., Saphiannikova M. // Polymer. 2018. V. 147. P. 95.
  44. Chougale S., Romeis D., Saphiannikova M. // Materials. 2022. V. 15. P. 645.
  45. Dohmen E., Kraus B. // Polymers. 2020. V. 12. P. 2710.
  46. Chougale S., Romeis D., Saphiannikova M. // Materials. 2022. V. 15. P. 645.
  47. Stepanov G.V., Borin D.Yu., Kramarenko E.Yu., Bogdanov V.V., Semerenko D.A., Storozhenko P.A. // Polymer Science A. 2014. V. 56. № 5. P. 603.
  48. Попов В.В., Степанов Г.В., Горбунов А.И., Левина Е.Ф. // Хим. пром-сть сегодня. 2004. № 4. С. 24.
  49. Степанов Г.В., Попов В.В., Левина Е.Ф., Горбунов А.И. // Хим. пром-сть сегодня. 2004 № 10. С. 10.
  50. Пат. 2000302. Россия. Опубл. 07.09.1993.
  51. Эриксон П., Плюдеман Э. Поверхность раздела в полимерных композитах. М.: Мир, 1978. Т. 6. С. 11.
  52. Общая органическая химия / Под ред. Д. Бартона и У.Д. Оллиса. М.: Химия, 1984. Т. 6. С. 94.
  53. Брагинский Г.И., Тимофеев Е.Н. // Технология магнитных лент Под. ред. Г.И. Лозневого. Л. : Химия, Ленингр. отд., 1987. Раздел 6. 3. 4. С. 263.
  54. Bastola Anil K., Mokarram Hossain // Composites B. 2020. V. 200. P. 108348.
  55. Nam T.H., Petríková I., Marvalová B. // Polym. Test. 2020. V. 81. P. 106272.
  56. Chertovich A.V., Stepanov G.V., Kramarenko E.Y., Khokhlov A.R. // Macromol. Mater. Eng. 2010. V. 295. № 4. P. 336.
  57. Shamonin M., Kramarenko E.Y. // Novel Magnetic Nanostructures. Elsevier, 2018. P. 221.
  58. Kramarenko E.Yu., Stepanov G.V., Khokhlov A.R. // INEOS OPEN. 2019. V. 2. № 6. P. 178.

© Г.В. Степанов, С.И. Кириченко, Е.Е. Махаева, Е.Ю. Крамаренко, 2023