МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АНИЗОТРОПНЫХ МАГНИТОАКТИВНЫХ ЭЛАСТОМЕРОВ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или 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