Динамический механический анализ свойств полиэтилена, наполненного наночастицами глины

Курсовая Витохина Евгения, выполненая на кафедре МССиВТ механико-математического факультета Пермского Государственного университета.

Описание работы

Данная работа посвящена вопросам экспериментального исследования динамических модулей нанокомпозита на основе полиэтилена с включениями наночастиц специального глинистого наполнителя. Эксперименты проводились на приборе, предназначенном для динамического механического анализа свойств материалов. Исследовалось влияние относительного содержания нанонаполнителя и температуры испытаний на механические характеристики композита.

Постановка задачи

Ставилась задача провести динамический анализ образцов из полиэтилена с разным содержанием нанонаполнителя при различных частотах нагружения и температурных режимах. Имелось четыре типа образцов: без наполнителя, с 5% наполнителя, с 10% наполнителя и с 15% наполнителя

Описание прибора

DMA/SDTA861e

Для проведения экспериментов использовался прибор для динамического механического анализа DMA/SDTA861e производства компании METTLER-TOLEDO

Технические характеристики

• Диапазон температур: от -150 до 500°С;
• Максимальная нагрузка: 12Н, 18Н или 40Н;
• Минимальная нагрузка: 0.005;
• Диапазон частот: от 0.001 до 1000 Гц.

Режимы измерения

Режимы измерения основываются на изменении температуры, частоты или амплитуды нагрузки. Наиболее употребительные режимы работы DMA/SDTA861e:

• Изотермические измерения и сканирование по температуре;
• Измерения при одной или нескольких выбранных частотах;
• Частотное сканирование;
• Измерение кривых нагрузка-деформация.

Результаты

Динамический модуль упругости для частоты 0,1 Гц

Опыты показали, что при увеличении процентного содержания наночастиц исследуемые технические характеристики имеют тенденцию к увеличению, но рост этот идет не равномерно. Разница между характеристиками образцов с 10% и 15% в большинстве опытов практически отсутствует, а в некоторых даже образцы с 10% содержанием наночастиц по своим параметрам превосходят образцы с 15% содержанием. Из этого сделан вывод, что наиболее оптимальным является образец с 10% содержанием наполнителя.