УДК 678.046.3

Касперович Ольга Михайловна – кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры полимерных композиционных материалов. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: kasperovichvolha@yandex.by

Касперович Андрей Викторович – кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой полимерных композиционных материалов. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: andkasp@belstu.by

Петрушеня Александр Федорович – кандидат технических наук, доцент кафедры полимерных композиционных материалов. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: petraf@belstu.by

Любимов Александр Геннадьевич – кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры полимерных композиционных материалов. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: lubimov@belstu.by

Ленартович Лилия Алексеевна – кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры полимерных композиционных материалов. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: lenartovich@belstu.by

Семёнова Дарья Ивановна – магистрант кафедры полимерных композиционных материалов. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: dashenka.semenova.02@gmail.com

 

DOI: https://doi.org/ 10.52065/2520-2669-2024-283-8.

 

Ключевые слова: полимерная композиция, теплопроводность, термопластичная матрица, дисперсный наполнитель, перерабатываемость.

Для цитирования: Касперович О. М., Касперович А. В., Петрушеня А. Ф., Любимов А. Г., Ленартович Л. А., Семёнова Д. И. Исследование влияния дисперсных наполнителей с повышенной теплопроводностью на свойства термопластичных полимеров // Труды БГТУ. Сер. 2, Химические технологии, биотехнологии, геоэкология. 2024. № 2 (283) С. 59–64. DOI: 10.52065/2520-2669-2024-283-8.

Аннотация

В настоящей работе исследованы физико-механические и технологические характеристики полимерных композиционных материалов на основе линейного полиэтилена низкой плотности с различными дисперсными наполнителями, обладающими повышенной теплопроводностью, такими как оксид цинка, алюминиевая пудра, карбид кремния и нитрид бора, с целью дальнейших разрабо-ток в области повышения теплопроводности полимеров и создания полимерных композиционных материалов с заданным комплексом свойств. Были проанализированы результаты введения наполнителей в полимер в широком концентрационном диапазоне – от 5 до 60 мас. %. Также вследствие различного влияния наполнителей на свойства полимерной композиции был проведен эксперимент по совместному введению некоторых наполнителей. В ходе работы исследовались такие характеристики полимерных композиций, как прочность и относительное удлинение при разрыве, предел текучести при растяжении, модуль упругости при растяжении, а также оценивались твердость по Шору, плотность и показатель текучести расплава, поскольку он является важным показателем перерабатываемости разработанных композиций. В ходе исследований была определена оптимальная концентрация каждого типа наполнителя, а также оценена возможность создания высоконаполненных композиций на основе термопластов с целью создания оптимальных условий для максимального теплопереноса.

Скачать

Список литературы

1. Enhancement of conductivity by diameter control of polyimide-based electrospun carbon nanofibers / N. T. Xuyen [et al.] // J. Phys. Chem. B. 2007. Vol. 111. P. 11 350–11 353.
2. Factors affecting thermal conductivities of the polymers and polymer composites: a review / Y. Guo [et al.] // Compos. Sci. Technol. 2020. Vol. 193. Article 108134.
3. Wang Z.-C., Aldinger F., Riedel R. Novel silicon-boron-carbon-nitrogen materials thermally stable up to 2200°C // Journal of the American Ceramic Society. 2001. Vol. 84, no. 10. P. 2179–2183.
4. Han Z., Fina A. Thermal conductivity of carbon nanotubes and their polymer nanocomposites: a review // Prog. Polym. Sci. 2011.Vol. 36. P. 914–944.
5. Development of stable boron nitride nanotube and hexagonal boron nitride dispersions for electrophoretic deposition / B. J. Mapleback [et al.] // Langmuir. 2020. Vol. 36. P. 3425–3438.
6. Design and characteristics of a newly developed cavity-up plastic and ceramic laminated thin BGA package / H. Asai [et al.] // IEEE Trans. Adv. Packag. 1999. Vol. 22. P. 460–467.
7. Exfoliated hexagonal boron nitride-based polymer nanocomposite with enhanced thermal conductivity for electronic encapsulation / Z. Lin [et al.] // Compos. Sci. Technol. 2014. Vol. 90. P. 123–128.
8. Enhanced thermal-mechanical properties of polymer composites with hybrid boron nitride nanofillers / H. Yan [et al.] // Appl. Phys. A. 2014. Vol. 114. P. 331–337.
9. Wang X., Wu P. Preparation of highly thermally conductive polymer composite at low filler content via a self-assembly process between polystyrene microspheres and boron nitride nanosheets // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2017. Vol. 9. P. 19 934–19 944.
10. Пластмассы. Метод испытания на растяжение: ГОСТ 11262–2017. М.: Межгос. совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 2018. 24 с.
11. Пластмассы и эбонит. Определение твердости при вдавливании с помощью дюрометра (твердость по Шору): ГОСТ 24621–2015. М.: Стандартинформ, 2016. 11 с.
12. Пластмассы. Метод определения плотности (объемной массы): ГОСТ 15139–69. М.: Издательство стандартов, 1988. 18 с.
13. Пластмассы. Метод определения показателя текучести расплава термопластов: ГОСТ 11645– 73. М.: Издательство стандартов, 1994. 12 с.
14. Пластмассы. Метод определения усадки: ГОСТ 18616–80. М.: Издательство стандартов, 1980. 10 с.
15. Polyolefin/ZnO composites prepared by melt processing / A. Anžlovar [et al.] // Molecules. 2019. Vol. 24 (13). Article 2432.

Поступила 02.07.2024