Можливості використання класичної технології хімічної металізації гранул полімерів
Автор: Довгий Віталій Іванович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Хімічні технології високомолекулярних сполук
Інститут: Інститут хімії та хімічних технологій
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2023-2024 н.р.
Мова захисту: англійська
Анотація: Полімерні композитів, як основа для створення сучасних конструкційних матеріалів мають значні перспективи. Це викликано можливість поєднання в одному матеріалі високої міцності, низької маси і цілого ряду унікальних і специфічних властивостей, що створює умови для їх можливого використання і впровадження в різні і дуже широкі сфери застосування. Зокрема, уже зараз, такі матеріали використовуються в медицині, космічній, авіаційній і оборонній промисловості. Полімерні композиційні матеріали з діелектричними наповнювачами володіють хорошими теплопровідними властивостями, що дозволяє їх використовувати в системах відведення і розсіювання тепла [1]. Дослідження проведені з полімерним композитом, що містить наповнювач на основі графену і срібла показали, що високих значень теплопровідності матеріалу можна досягти уже за вмісту наповнювача 15% [2]. Використання нових наповнювачів на основі біоволокон дозволяє одержати композиційні матеріали, що характеризуються більш високим механічними властивостями в порівняні з звичайними матеріалами [3, 4] і хорошими триботехнічними властивостями [5]. Полімерні композити можуть використовуватись як нове покоління матеріалів з пам’яттю форми [6]. В якості перспективних наповнювачів в полімерних композиційних матеріалах розглядають деревна мука [7], мармуровий пил [8], оксид графену [9], поліоксометалати, металоорганічні каркаси, перовскіти та оксиди металів[10]. Серед розглянутих композиційних матеріалів також значну перспективу мають металонаповнені полімерні композити. Такі матеріали поєднують в собі низьку масу полімерної матриці з пластичними і міцністними властивостями металів, що дозволяє їх використання як легкий і високоефективний матеріал для промислового застосування [11]. Поєднання полімерної матриці з низькою густиною з пластичними і міцними металами дозволяє одержати 6 композиційний матеріал, що володіє гнучкістю і підвищеними механічними властивостями одержаної гібридної структури, що є неможливим для окремих компонентів. Однак одержання металонаповнених композитів з прогнозованими механічними властивостями з використанням традиційних методів виробництва є складною технологічною задачею. Це викликано складністю контролю за розподілом наповнювача в полімерній матриці і низькою міжфазною взаємодією між компонентами системи. В металонаповнених полімерних композитах границя розподілу між металом і полімерною матрицею, як правило, визначає механічні властивості одержаної гібридної структури. Відповідно, розроблення нових методів введення металевого наповнювача в полімерну матрицю з можливістю прогнозованого впливу на кінцеві механічні властивості матеріалу є актуальною задачею. На кафедрі хімічної технології переробки пластмас розробляється технологія одержання металонаповнених полімерних композитів основою якої є одержання металізованих гранул полімерів і їх наступна переробка у вироби [12]. При цьому, забезпечується введення і рівномірний розподіл металу в полімерній матриці в результаті процесів, що не використовуються в традиційних промислових методах. Об’єкт дослідження: процес металізації полімерних гранул в розчинах хімічної металізації. Предмет дослідження: вивчення впливу природи травильного середовища на можливість і ефективність металізації полімерних гранул, дослідження кінетики відновлення іонів міді і структури міді. Мета дослідження: дослідження впливу природи травильного середовища на закономірностівідновлення іонів міді на полімерних гранулах врозчинах хімічного осадження, дослідження структури мідного осаду і кінетики відновлення іонів міді. Результати експериментальних досліджень одержані з використанням сучасних методів досліджень та рядом розроблених методик. В роботі проведено перевірку можливостей класичної технології для проведення металізації гранул поліетилену, поліпропілену і полівінілхлориду. 7 Наведено характеристики використаних речовин та методикипроведення експериментів. Досліджено можливість одержання металізованих гранул високотонажних полімерів з використанням класичної технології металізації. Показано, що дана технологія є не ефективною під час металізації поліетилену і поліпропілену. Певні позитивні моменти під час металізації вдалося досягти лише в випадку полівінілхлоридних гранул. Встановлено, що обробка гранул різними за природою травильними агентами не призводить до суттєвої зміни поверхневих властивостей, чим і можна пояснити низьку ефективність класичної технології під час металізації гранул поліетилену, поліпропілену. У випадку полівінілхлоридних гранул певні позитивні моменти в результатах металізації можна пояснити полярністю макромолекули полівінілхлориду і, як наслідок, можливо кращою адсорбцією каталітично активних іонів на стадії активації. Магістерська кваліфікаційна робота складається з вступу, 4 розділів, висновків і списку використаних літературних джерел, що містять 22 посилання. Матеріал роботи викладено на 90сторінках друкованого тексту і містить 19таблицьта 28рисунків. Ключові слова: металізація, гранули, поліетилен, поліпропілен, полівінілхлорид, мідь.