УДК 541.68, 539.3

Наноразмерные частицы широко используются в качестве усиливающих полимерные композиты добавок - наполнителей. Понимание механизмов и закономерностей их взаимодействия, приводящих к объединению наночастиц в агрегаты, имеет большое значение для объяснения природы явления усиления полимерных композитов. В работе изучены адгезионные взаимодействия углеродных и силикатных адсорбционных комплексов (наномоделей частиц активных наполнителей полимерных композитов). Проведены квантово-механические расчеты и натурные экспериментальные исследования. Квантово-механический подход позволил описать адгезионные свойства агрегатов частиц, исходя из наноскопического строения их поверхности. Для проверки адекватности квантово-механических рекомендаций был проведен коллоидный размол микрочастиц природного, промышленно востребованного минерала шунгит, содержащего углеродные и силикатные компоненты, до наноразмеров в различных дисперсионных жидких средах (спирты, ацетон, вода). Изучены структура и свойства агрегатов микро- и наночастиц шунгита, проведен фрактальный анализ их поверхности. Установлено, что меньшие по размеру агрегаты частиц силиката и углерода с большей фрактальной размерностью поверхности образуются при коллоидном размоле в присутствии дисперсионных сред с малыми размерами молекул (в данном случае этанола или метанола), что соответствует прогнозам квантово-механических вычислений.

Ю.Г. Яновский, Е.А. Никитина, Ю.Н. Карнет, Х.Х. Валиев, О.Б. Юмашев, Н.А. Семенов  Квантово-механическое описание адгезионных взаимодействий и экспериментальные исследования процессов агрегации углеродно-силикатных наночастиц - усиливающих наполнителей полимерных композитов // Физ. мезомех. - 2013. - Т. 16. - № 4. - С. 85-96