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!

    Александра С.
    5 (91 отзыв)
    Красный диплом референта-аналитика информационных ресурсов, 8 лет преподавания. Опыт написания работ вплоть до докторских диссертаций. Отдельно специализируюсь на повы... Читать все
    Красный диплом референта-аналитика информационных ресурсов, 8 лет преподавания. Опыт написания работ вплоть до докторских диссертаций. Отдельно специализируюсь на повышении уникальности текста и оформлении библиографических ссылок по ГОСТу.
    #Кандидатские #Магистерские
    132 Выполненных работы
    Шагали Е. УрГЭУ 2007, Экономика, преподаватель
    4.4 (59 отзывов)
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и... Читать все
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и диссертаций, Есть любимые темы - они дешевле обойдутся, ибо в радость)
    #Кандидатские #Магистерские
    76 Выполненных работ
    Елена Л. РЭУ им. Г. В. Плеханова 2009, Управления и коммерции, пре...
    4.8 (211 отзывов)
    Работа пишется на основе учебников и научных статей, диссертаций, данных официальной статистики. Все источники актуальные за последние 3-5 лет.Активно и уместно исполь... Читать все
    Работа пишется на основе учебников и научных статей, диссертаций, данных официальной статистики. Все источники актуальные за последние 3-5 лет.Активно и уместно использую в работе графический материал (графики рисунки, диаграммы) и таблицы.
    #Кандидатские #Магистерские
    362 Выполненных работы
    AleksandrAvdiev Южный федеральный университет, 2010, преподаватель, канд...
    4.1 (20 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
    28 Выполненных работ
    Дарья С. Томский государственный университет 2010, Юридический, в...
    4.8 (13 отзывов)
    Практикую гражданское, семейное право. Преподаю указанные дисциплины в ВУЗе. Выполняла работы на заказ в течение двух лет. Обучалась в аспирантуре, подготовила диссерт... Читать все
    Практикую гражданское, семейное право. Преподаю указанные дисциплины в ВУЗе. Выполняла работы на заказ в течение двух лет. Обучалась в аспирантуре, подготовила диссертационное исследование, которое сейчас находится на рассмотрении в совете.
    #Кандидатские #Магистерские
    18 Выполненных работ
    Оксана М. Восточноукраинский национальный университет, студент 4 - ...
    4.9 (37 отзывов)
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политоло... Читать все
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политологии.
    #Кандидатские #Магистерские
    68 Выполненных работ
    Егор В. кандидат наук, доцент
    5 (428 отзывов)
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Ск... Читать все
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Скорее всего Ваш заказ будет выполнен раньше срока.
    #Кандидатские #Магистерские
    694 Выполненных работы
    Шиленок В. КГМУ 2017, Лечебный , выпускник
    5 (20 отзывов)
    Здравствуйте) Имею сертификат специалиста (врач-лечебник). На данный момент являюсь ординатором(терапия, кардио), одновременно работаю диагностом. Занимаюсь диссертац... Читать все
    Здравствуйте) Имею сертификат специалиста (врач-лечебник). На данный момент являюсь ординатором(терапия, кардио), одновременно работаю диагностом. Занимаюсь диссертационной работ. Помогу в медицинских науках и прикладных (хим,био,эколог)
    #Кандидатские #Магистерские
    13 Выполненных работ
    Кормчий В.
    4.3 (248 отзывов)
    Специализация: диссертации; дипломные и курсовые работы; научные статьи.
    Специализация: диссертации; дипломные и курсовые работы; научные статьи.
    #Кандидатские #Магистерские
    335 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)