УДК 539.199

DOI 10.24411/1683-805X-2020-12010

 

С использованием модели Pukanszky определен параметр передачи напряжений на границе раздела s в модели Callister. Уравнение для параметра s учитывает прочность полимера, размер углеродных нанотрубок и сдвиговую прочность границы раздела. На его основе построены зависимости параметра s от указанных величин. Полученные результаты демонстрируют высокую точность данного уравнения при описании нанокомпозитов с углеродными нанотрубками. Показано, что параметр s сильно зависит от сдвиговой прочности границы раздела и не зависит от прочности матрицы. Наличие в композите углеродных нанотрубок большой длины и толщины приводит к увеличению параметра s, при их уменьшении параметр s снижается. Однако незначительное изменение s в разных диапазонах размеров углеродных нанотрубок свидетельствует о слабом влиянии размера углеродных нанотрубок на его значение. Параметр s напрямую зависит от параметра B в модели Pukanszky, так как оба этих параметра описывают межфазные свойства. Несмотря на то что соотношение длины и толщины углеродных нанотрубок определяет площадь поверхности наночастиц, данная величина слабо влияет на значение s.

Ключевые слова: полимерные нанокомпозиты с углеродными нанотрубками, параметры межфазных границ, моделирование, сдвиговая прочность границы раздела

 

Modeling of the interfacial stress transfer parameter for polymer/carbon nanotube nanocomposites

The main aim of this paper is to define the interfacial stress transfer parameter s in the Callister model using the Pukanszky model. The parameter s is expressed by the polymer strength, carbon nanotube (CNT) size, and interfacial shear strength. The developed equation is applied to plot the roles of all parameters in the value of s. The reasonable outputs of the developed equation show its accuracy for the CNT nanocomposites. The interfacial shear strength directly handles the parameter s, but the matrix strength has no effect. Thin and long CNT increase the value of s, but thick and short CNT deteriorate it. However, the negligible variation of s within different ranges of CNT dimensions indicates that the CNT size slightly affects the value of s. The parameter B in the Pukanszky model directly handles the parameter s, which is logical because both B and s show the interfacial/interphase properties. In addition, although the aspect ratio of CNT determines the surface area of nanoparticles, it insignificantly manipulates the parameter s.

 

Keywords: polymer/CNT nanocomposites, interfacial/interphase parameters, modeling, interfacial shear strength

 

 

Y. Zare, K.Y. Rhee  Моделирование параметра передачи напряжений на границе раздела в полимерных нанокомпозитах с углеродными нанотрубками // Физ. мезомех. - 2020. - Т. 23. - № 2. - С. 94-99