ФРАКТАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МЕЖФАЗНОЙ ОБЛАСТИ В ЭПОКСИДНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ НАНОКОМПОЗИТАХ

摘要

На основе микромеханической модели прочности на растяжение полимерного композита показано, что в отличие от случая адгезии между двумя полимерами, когда наблюдается линейная зависимость толщины межфазной области от степени межфазной адгезии, прочность материала межфазной области в нанокомпозитах типа полимер - высокомодульный наполнитель уменьшается по мере увеличения ее толщины. С использованием фрактальной модели межфазных взаимодействий получены оценки пороговых значений объемных долей нанокластеров эпоксидной полимерной матрицы и металлических наночастиц наполнителя, при переходе через которые происходит ослабление процесса передачи механического напряжения от полимерной матрицы к наполнителю. Показано, что превышение порогового значения объемной доли наполнителя приводит к нарушению агрегативной устойчивости наполнителя и уменьшению значений безразмерного параметра микромеханической модели, характеризующего степень межфазной адгезии. При дальнейшем увеличении объемной доли наполнителя значения этого параметра становятся отрицательными, при этом прочность композита практически не увеличивается.