УДК 539.32

 

DOI 10.24411/1683-805X-2020-14011

 

В статье с использованием ряда моделей проведен анализ модуля упругости полимерных нанокомпозитов из сшитого полиэтилена и глины с памятью формы. Традиционные модели, такие как модель модифицированного правила смесей, модели Guth, Paul, Counto, Kerner–Nielsen и другие, дают заниженные значения модуля упругости, показывая, что при его оценке для нанокомпозитов с памятью формы следует учитывать упрочняющий эффект нанонаполнителя. В некоторых моделях определены необходимые параметры для корректного расчета модуля упругости. В соответствии с моделью Halpin–Tsai для наполнителей с неравномерным трехмерным распределением и моделью Hui–Shia среднее значение относительного удлинения для слоев наноглины равно 56. Результаты, полученные с помощью модели Takayanagi, не согласуются с экспериментальными данными, что указывает на существенное влияние межфазной границы между полимерной матрицей и наноглиной. Предложена модификация моделей Guth, Halpin–Tsai и Kerner–Nielsen для корректировки расчета модуля упругости нанокомпозитов на основе сшитого полиэтилена и глины с памятью формы.

Ключевые слова: модуль упругости, нанокомпозиты с памятью формы, моделирование

 

Estimation of tensile modulus for cross-linked polyethylene/clay shape memory nanocomposites

Many models are used for the analysis of tensile modulus in cross-linked polyethylene/clay shape memory polymer nanocomposites. The conventional models such as modified rule of mixtures, Guth, Paul, Counto, Kerner–Nielsen, etc. underestimate the modulus exhibiting that the reinforcing effect of nanofiller should be considered for the estimation of tensile modulus in the shape memory nanocomposites. In addition, the appropriate parameters in some models are indicated for proper prediction of tensile modulus. Several models such as Halpin–Tsai for fillers with random 3D distribution and Hui–Shia offer the average aspect ratio of 56 for nanoclay layers. The results obtained by the Takayanagi model are not fitted to the experimental results demonstrating the important effect of the interphase between polymer matrix and nanoclay. Some models such as Guth, Halpin–Tsai and Kerner–Nielsen are modified for better adjustment to tensile modulus of cross-linked polyethylene/clay shape memory nanocomposites.

Keywords: tensile modulus, shape memory nanocomposites, simulation

Y. Zare, K.Y. Rhee  Оценка модуля упругости нанокомпозитов на основе сшитого полиэтилена и глины с памятью формы // Физ. мезомех. - 2020. - Т. 23. - № 4. - С. 90-98