Mater.Phys.Mech.(MPM)
No 1, Vol. 32, 2017, pages 94-101

STRUCTURAL ASPECTS OF REINFORCEMENT OF NANOSTRUCTURED COMPOSITES
POLYMER/2D-NANOFILLER

G.V. Kozlov, I.V. Dolbin

Abstract

It has been shown that within the frameworks of the percolation model of reinforcement polymer nanostructured composites can be divided onto three classes: true and intermediate nanocomposites and microcomposites also, moreover the same composite can be fall under the different classes depending on 2D-nanofiller content (its structure). The effective moduli of elasticity of 2D-nanofiller and interfacial regions are reduced substantially in the indicated sequence that defines reduction of total modulus of elasticity of these nanomaterials. The modified rule of mixtures, operating by real, but not nominal characteristics of composite components, describes correctly the modulus of elasticity of nanostructured composites. At other equal conditions this parameter is defined fully by the transfer of mechanical stress efficiency on interfacial boundary polymer matrix - 2D-nanofiller.

Keywords: nanostructured composite; 2D-nanofiller; reinforcement degree; modulus of elasticity; interfacial boundary; stress transfer.

full paper (pdf, 1040 Kb)

СТРУКТУРНЫЕ АСПЕКТЫ УСИЛЕНИЯ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ КОМПОЗИТОВ
ПОЛИМЕР/2D-НАНОНАПОЛНИТЕЛЬ

Г.В. Козлов, И.В. Долбин

Аннотация

Показано, что в рамках перколяционной модели усиления полимерные наноструктурированные композиты делятся на три класса: истинные и промежуточные нанокомпозиты, а также микрокомпозиты, причем один и тот же композит может относиться к разным классам в зависимости от содержания 2D-нанонаполнителя (его структуры). Эффективные модули упругости 2D-нанонаполнителя и межфазных областей существенно снижаются в указанной последовательности, что и определяет уменьшение общего модуля упругости этих наноматериалов. Модифицированное правило смесей, оперирующее реальными, а не номинальными, характеристиками компонент композита, корректно описывает модуль упругости наноструктурированных композитов. При прочих равных условиях этот параметр полностью определяется эффективностью переноса механического напряжения на межфазной границе полимерная матрица - 2D-нанонаполнитель.

Ключевые слова: наноструктурированный композит; 2D-нанонаполнитель; степень усиления; модуль упругости; межфазная граница; перенос напряжения.

full paper (pdf, 1040 Kb)