Использование моно- и многослойных наноразмерных трубок углерода в качестве наполнителей при переработке сополимера пропилен/этилен

Тарновская, Оксана Дмитриевна Отделение химической инженерии (ОХИ)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Объектом исследования является трубная марка сополимера пропилен/этилен (PPR003EX/1) и композиты на её основе с углеродными наполнителями (УНТ, технический углерод, смеси “технический углерод/УНТ”) различного состава. Цель работы: изготовление электропроводящих полимерных композиционных материалов путём введения минимально возможных количеств углеродных наполнителей. В процессе исследования проводились: приготовление ряда композитов на основе сополимера пропилен/этилен и углеродных наполнителей; изучение электропроводящих и физико-механических свойств.
В результате исследования были установлены оптимальные количества углеродных наполнителей и получены композиции с высокими электропроводящими и физико-механическими свойствами.

Введение 18
1 Обзор литературы 20
1.1 Общие представления о нанокомпозитах 20
1.2 Полиэтилен и полипропилен: общая характеристика 21
1.3 Наноразмерные наполнители для полимеров 23
1.3.1 Углеродные наполнители 24
1.3.1.1 Технический углерод и наносажа 25
1.3.1.2 Углеродные нанотрубки 26
1.3.1.3 Углеродные нановолокна 30
1.3.1.4 Фуллерены 31
1.3.2 Свойства нанокомпозитов на основе углеродных 32
наполнителей
1.4 Методы получения полимерных нанокомпозитов 34
1.4.1 Смешение в расплаве 35
1.4.2 Смешение в растворе 36
1.4.3 Синтез in situ 37
1.4.4 Золь-гель метод 38
1.4.5 Крейзинг 39
1.5 Выбор направления исследования 40
2 Объект и методы исследования 43
2.1 Характеристика исходных компонентов 43
2.1.1 Статсополимер пропилена с этиленом 43
2.1.2 Углеродные нанотрубки 43
2.1.3 Технический углерод 44
2.1.4 Стабилизатор Irganox B-215 45
2.1.5 Стеарат кальция 46
2.2 Характеристика оборудования 46
2.2.1 Двухшнековый экструдер Scietific LTE-20-44 46
2.2.2 Одношнековый экструдер Brabender 47
2.2.3 Двухроторный смеситель Brabender 48
2.2.4 Лабораторный смеситель Zeppelin Henschel FML 4 49
2.2.5 Вальцы Collin W110 49
2.2.6 Пресс Collin P220 50
2.3 Методика проведения эксперимента 50
2.3.1 Приготовление мастербатча сажи 51
2.3.2 Приготовление мастербатчей углеродных нанотрубок 51
2.3.3 Приготовление композиций на основе технического 52
углерода и углеродных нанотрубок
2.4 Методы исследования 53
2.4.1 Определение объемного поверхностного 53
сопротивления
2.4.2 Проведение механических испытаний 54
2.4.2.1 Испытания на растяжение 54
2.4.2.2 Испытания на изгиб 54
2.4.2.3 Метод измерения ударной вязкости по Изоду 55
2.4.3 Определение показателя текучести расплава 56
2.4.4 Сканирующая электронная микроскопия 56
3 Результаты и их обсуждение 57
3.1 Исследование влияния количества углеродных нанотрубок на 57
удельное объемное сопротивление и физико-механические
свойства композитов
3.1.1 Исследование влияния количества углеродных 57
нанотрубок на удельное объемное сопротивление
композитов
3.1.2 Исследование влияния количества углеродных 57
нанотрубок на физико-механические свойства
композитов
3.2 Исследование влияния количества технического углерода на 59
удельное объемное сопротивление и физико-механические
свойства композитов
3.2.1 Исследование влияния количества технического 59
углерода на удельное объемное сопротивление
3.2.2 Исследование влияния количества технического 60
углерода на физико-механические свойства
композитов
3.3 Исследование влияния количества смеси технический 63
углерод/углеродные нанотрубки на удельное объемное
сопротивление и физико-механические свойства композитов
3.3.1 Исследование влияния количества смеси технический 63
углерод/углеродные нанотрубки на удельное объемное
сопротивление композитов
3.3.2 Исследование влияния количества смеси технический 66
углерод/углеродные нанотрубки на физико-
механические свойства композитов
3.4 Исследование морфологии и структуры композиций 70
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и 73
ресурсосбережение
4.1 Предпроектный анализ 73
4.1.1 Потенциальные потребители результатов 73
исследования
4.1.2 Диаграмма Исикавы 74
4.1.3 Оценка готовности проекта к коммерциализации 74
4.1.4 Методы коммерциализации научно-технического 76
исследования
4.2 Инициация проекта 76
4.2.1 Цели и результаты проекта 76
4.2.2 Организационная структура проекта 77
4.2.3 Ограничения и допущения проекта 78
4.3 Планирование управления научно-техническим проектом 79
4.3.1 Иерархическая структура работ проекта 79
4.3.2 Контрольные события проекта 79
4.3.3 План проекта 80
4.3.4 Бюджет научного исследования 81
4.3.4.1 Сырье, материалы, покупные изделия и 81
полуфабрикаты (за вычетом отходов)
4.3.4.2 Специальное оборудование для научных 82
(экспериментальных) работ
4.3.4.3 Расчет амортизационных отчислений 83
4.3.4.4 Основная заработная плата 84
4.3.4.5 Дополнительная заработная плата научно- 86
производственного персонала
4.3.4.6 Отчисления на социальные нужды 87
4.3.5 Организационная структура проекта 87
4.3.6 Матрица ответственности 88
4.3.7 План управления коммуникациями проекта 89
4.3.8 Реестр рисков проекта 89
4.3.9 План управления контрактами и поставками 90
4.4.1 Оценка сравнительной эффективности исследования 91
5 Социальная ответственность 95
5.1 Производственная безопасность 95
5.1.1 Анализ вредных факторов производства 97
5.1.2 Анализ опасных факторов производства 102
5.2 Экологическая безопасность 103
5.3 Безопасность в чрезвычайых ситуациях 104
5.4 Правовые и организационные вопросы обеспечения 105
безопасности
Заключение 106
Список публикаций 107
Список использованных источников 108
Приложение А 117

В настоящее время наиболее крупнотоннажными и востребованными
полимерами из всего ассортимента выпускаемых промышленностью являются
полиолефины (ПО), причем актуальной задачей также является поиск
технических решений направленных на упрощение их переработки и создание
новых типов композиционных материалов (КМ) на их основе. Одним из
способов улучшения определённых свойств ПО является наноразмерных наполнителей, которые характеризуются высокой
эффективностью при относительно невысоком содержании в КМ, что,
позволяет выделить такой подход, как минимум, с точки зрения
экономической целесообразности. Исследования последних лет выделяют
углеродные нанотрубки (УНТ) как наиболее перспективные нанообъекты,
позволяющие создавать материалы с принципиально новыми свойствами.
Цель: изготовление электропроводящих полимерных композиционных
материалов путём введения минимально возможных количеств углеродных
наполнителей.
Задачи:
1) Приготовление композитов на основе статистического
сополимера пропилена с этиленом (ПП/ПЭ) с добавлением различных
количеств углеродных наполнителей (УНТ, технический углерод, смеси
«технический углерод/УНТ»);
2) Исследование влияния количества углеродных наполнителей и
особенностей их введения на удельное объемное сопротивление (ρv) и физико-
механические свойства полученных материалов.
3) Определение оптимального состава углеродных наполнителей в
композитах с удовлетворительными электропроводящими и физико-
механическими свойствами.
Объекты исследования: трубная марка ПП/ПЭ (PPR003EX) и композиты
на её основе с углеродным наполнителем (УНТ, технический углерод, смеси
«технический углерод/УНТ») различного состава.
Предмет исследования: удельное объемное электрическое
сопротивление и механические свойства наполненных композитов на основе
ПП/ПЭ.
Научная новизна: определение минимально эффективных количеств
углеродного наполнителя, при которых возможно приготовление материала с
быстрым поверхностным стеканием накапливающегося статического заряда.
1 Обзор литературы
1.1 Общие представления о нанокомпозитах

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Родион М. БГУ, выпускник
    4.6 (71 отзыв)
    Высшее экономическое образование. Мои клиенты успешно защищают дипломы и диссертации в МГУ, ВШЭ, РАНХиГС, а также других топовых университетах России.
    Высшее экономическое образование. Мои клиенты успешно защищают дипломы и диссертации в МГУ, ВШЭ, РАНХиГС, а также других топовых университетах России.
    #Кандидатские #Магистерские
    108 Выполненных работ
    Дарья Б. МГУ 2017, Журналистики, выпускник
    4.9 (35 отзывов)
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных ко... Читать все
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных компаниях, сейчас работаю редактором. Готова помогать вам с учёбой!
    #Кандидатские #Магистерские
    50 Выполненных работ
    Александр О. Спб государственный университет 1972, мат - мех, преподав...
    4.9 (66 отзывов)
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальн... Читать все
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальных уравнений. Умею быстро и четко выполнять сложные вычислительные работ
    #Кандидатские #Магистерские
    117 Выполненных работ
    Глеб С. преподаватель, кандидат наук, доцент
    5 (158 отзывов)
    Стаж педагогической деятельности в вузах Москвы 15 лет, автор свыше 140 публикаций (РИНЦ, ВАК). Большой опыт в подготовке дипломных проектов и диссертаций по научной с... Читать все
    Стаж педагогической деятельности в вузах Москвы 15 лет, автор свыше 140 публикаций (РИНЦ, ВАК). Большой опыт в подготовке дипломных проектов и диссертаций по научной специальности 12.00.14 административное право, административный процесс.
    #Кандидатские #Магистерские
    216 Выполненных работ
    Дмитрий М. БГАТУ 2001, электрификации, выпускник
    4.8 (17 отзывов)
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал стать... Читать все
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал статьи, патенты, кандидатскую диссертацию, преподавал. Занимаюсь этим с 2003.
    #Кандидатские #Магистерские
    19 Выполненных работ
    Татьяна П.
    4.2 (6 отзывов)
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки ... Читать все
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки в одном из крупнейших университетов Германии.
    #Кандидатские #Магистерские
    9 Выполненных работ
    Анна В. Инжэкон, студент, кандидат наук
    5 (21 отзыв)
    Выполняю работы по экономическим дисциплинам. Маркетинг, менеджмент, управление персоналом. управление проектами. Есть опыт написания магистерских и кандидатских диссе... Читать все
    Выполняю работы по экономическим дисциплинам. Маркетинг, менеджмент, управление персоналом. управление проектами. Есть опыт написания магистерских и кандидатских диссертаций. Работала в маркетинге. Практикующий бизнес-консультант.
    #Кандидатские #Магистерские
    31 Выполненная работа
    user1250010 Омский государственный университет, 2010, преподаватель,...
    4 (15 отзывов)
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа
    Катерина В. преподаватель, кандидат наук
    4.6 (30 отзывов)
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации... Читать все
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации. Опыт работы 7 лет. Всегда на связи и готова прийти на помощь. Вместе удовлетворим самого требовательного научного руководителя. Возможно полное сопровождение: от статуса студента до получения научной степени.
    #Кандидатские #Магистерские
    47 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Математическое моделирование процесса производства автомобильных бензинов
    📅 2021год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Модификация атактического полипропилена
    📅 2018год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Исследование золы Северской ТЭЦ как наполнителя в серные композиционные материалы
    📅 2018год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)