Studying the viscoelastic properties of cellular acetate solutions with a nanodispers inorganic filler: Master's thesis

Research output: ThesisMaster's ThesisResearch

Abstract

The traditional method of modifying the properties of polymeric materials is their filling with mineral particles. The use of synthetic nano-sized fillers in comparison with coarse-dispersed natural ones is very promising due to the large specific surface of nanomaterials. The study of such compositions by rheometric methods makes it possible to assess the structural changes that occur when nanoparticles are introduced into the polymer solution. In this study, studies were carried out in the mode of harmonic oscillations with solutions of cellulose acetate DAC in DMSO in the concentration range of 5-20% by weight. polymer containing 3 and 5% of the mass. amorphous silica. The experiments were carried out on a Haake MARS rotary rheoscope with a working cone-plane unit in the voltage range of 0.1-100 Pa and frequencies of 0.1-100 Hz at temperatures of 298, 318 and 338 K. Measurements of the frequency dependences of the complex viscosity, elastic modulus and loss modulus were performed at a constant voltage of 10 Pa. It was found that the DAC solutions in DMSO are non-Newtonian fluids that exhibit elastic properties with a DAC content of more than 10% by weight. It is shown that the concentration of AC, at which the solution begins to show elastic properties, decreases with increasing concentration of aerosil. For the DAC-DMSO-Aerosil system, there is a temperature-concentration range in which the elastic modulus is greater than the loss modulus, that is, the introduction of aerosil leads to a significant change in the system behavior during deformation. According to the data obtained, the concentration dependences of the enthalpies of activation of the flow of DAC solutions in DMSO and DAC-DMSO-aerosil systems were calculated.
Translated title of the contributionStudying the viscoelastic properties of cellular acetate solutions with a nanodispers inorganic filler: Master's thesis
Original languageRussian
QualificationMaster of Science
Awarding Institution
  • Ural Federal University
Supervisors/Advisors
  • Русинова, Елена Витальевна, Supervisor
Publication statusPublished - 2018

Fingerprint

theses
fillers
acetates
modulus of elasticity
elastic properties
MARS (Manned Reusable Spacecraft)
harmonic oscillation
polymers
electric potential
cellulose
alternating current
cones
enthalpy
minerals
activation
viscosity
silicon dioxide
nanoparticles
temperature
fluids

Keywords

    Cite this

    @phdthesis{a9b43066f87d492b8f0be94f6889400e,
    title = "Изучение вязкоупругих свойств растворов ацетата целлюлозы с нанодисперсным неорганическим наполнителем: магистерская диссертация",
    abstract = "Традиционным методом модификации свойств полимерных материалов является их наполнение минеральными частицами. Применение синтетических наноразмерных наполнителей по сравнению с грубодисперсными природными является очень перспективным из-за большой удельной поверхности наноматериалов. Исследование таких композиций реометрическими методами дает возможность оценить структурные изменения, происходящие при введении наночастиц в раствор полимера. В данной работе исследования проводили в режиме гармонических колебаний с растворами ацетата целлюлозы ДАЦ в ДМСО в диапазоне концентраций 5-20{\%} масс. полимера, содержащих 3 и 5 {\%} масс. аморфного диоксида кремния. Опыты проводили на ротационном реоскопе Haake MARS с рабочим узлом типа конус-плоскость в диапазоне напряжений 0,1 -100 Па и частот 0.1-100 Гц при температурах 298, 318 и 338 К. Измерения частотных зависимостей комплексной вязкости, модуля упругости и модуля потерь проводили при постоянном напряжении 10 Па. Обнаружено, что растворы ДАЦ в ДМСО являются неньютоновскими жидкостями, проявляющими упругие свойства при содержании ДАЦ более 10{\%}масс. Показано, что величина концентрации АЦ, при которой раствор начинает проявлять упругие свойства, уменьшается с увеличением концентрации аэросила. Для системы ДАЦ-ДМСО-аэросил существует температурно- концентрационный диапазон, в котором модуль упругости больше модуля потерь, то есть введение аэросила приводит к существенному изменению поведения системы при деформировании. По полученным данным рассчитаны концентрационные зависимости величин энтальпий активации течения растворов ДАЦ в ДМСО и систем ДАЦ-ДМСО-аэросил.",
    keywords = "Химия",
    author = "Сулдина, {Жанна Игоревна}",
    note = "Сулдина Ж. И. Изучение вязкоупругих свойств растворов ацетата целлюлозы с нанодисперсным неорганическим наполнителем : магистерская диссертация / Ж. И. Сулдина ; Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина, Институт естественных наук и математики, Кафедра органической химии и высокомолекулярных соединений. — Екатеринбург, 2018. — 71 с. — Библиогр.: с. 56-60 (75 назв.).",
    year = "2018",
    language = "Русский",
    school = "Уральский федеральный университет",

    }

    TY - THES

    T1 - Изучение вязкоупругих свойств растворов ацетата целлюлозы с нанодисперсным неорганическим наполнителем

    T2 - магистерская диссертация

    AU - Сулдина, Жанна Игоревна

    N1 - Сулдина Ж. И. Изучение вязкоупругих свойств растворов ацетата целлюлозы с нанодисперсным неорганическим наполнителем : магистерская диссертация / Ж. И. Сулдина ; Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина, Институт естественных наук и математики, Кафедра органической химии и высокомолекулярных соединений. — Екатеринбург, 2018. — 71 с. — Библиогр.: с. 56-60 (75 назв.).

    PY - 2018

    Y1 - 2018

    N2 - Традиционным методом модификации свойств полимерных материалов является их наполнение минеральными частицами. Применение синтетических наноразмерных наполнителей по сравнению с грубодисперсными природными является очень перспективным из-за большой удельной поверхности наноматериалов. Исследование таких композиций реометрическими методами дает возможность оценить структурные изменения, происходящие при введении наночастиц в раствор полимера. В данной работе исследования проводили в режиме гармонических колебаний с растворами ацетата целлюлозы ДАЦ в ДМСО в диапазоне концентраций 5-20% масс. полимера, содержащих 3 и 5 % масс. аморфного диоксида кремния. Опыты проводили на ротационном реоскопе Haake MARS с рабочим узлом типа конус-плоскость в диапазоне напряжений 0,1 -100 Па и частот 0.1-100 Гц при температурах 298, 318 и 338 К. Измерения частотных зависимостей комплексной вязкости, модуля упругости и модуля потерь проводили при постоянном напряжении 10 Па. Обнаружено, что растворы ДАЦ в ДМСО являются неньютоновскими жидкостями, проявляющими упругие свойства при содержании ДАЦ более 10%масс. Показано, что величина концентрации АЦ, при которой раствор начинает проявлять упругие свойства, уменьшается с увеличением концентрации аэросила. Для системы ДАЦ-ДМСО-аэросил существует температурно- концентрационный диапазон, в котором модуль упругости больше модуля потерь, то есть введение аэросила приводит к существенному изменению поведения системы при деформировании. По полученным данным рассчитаны концентрационные зависимости величин энтальпий активации течения растворов ДАЦ в ДМСО и систем ДАЦ-ДМСО-аэросил.

    AB - Традиционным методом модификации свойств полимерных материалов является их наполнение минеральными частицами. Применение синтетических наноразмерных наполнителей по сравнению с грубодисперсными природными является очень перспективным из-за большой удельной поверхности наноматериалов. Исследование таких композиций реометрическими методами дает возможность оценить структурные изменения, происходящие при введении наночастиц в раствор полимера. В данной работе исследования проводили в режиме гармонических колебаний с растворами ацетата целлюлозы ДАЦ в ДМСО в диапазоне концентраций 5-20% масс. полимера, содержащих 3 и 5 % масс. аморфного диоксида кремния. Опыты проводили на ротационном реоскопе Haake MARS с рабочим узлом типа конус-плоскость в диапазоне напряжений 0,1 -100 Па и частот 0.1-100 Гц при температурах 298, 318 и 338 К. Измерения частотных зависимостей комплексной вязкости, модуля упругости и модуля потерь проводили при постоянном напряжении 10 Па. Обнаружено, что растворы ДАЦ в ДМСО являются неньютоновскими жидкостями, проявляющими упругие свойства при содержании ДАЦ более 10%масс. Показано, что величина концентрации АЦ, при которой раствор начинает проявлять упругие свойства, уменьшается с увеличением концентрации аэросила. Для системы ДАЦ-ДМСО-аэросил существует температурно- концентрационный диапазон, в котором модуль упругости больше модуля потерь, то есть введение аэросила приводит к существенному изменению поведения системы при деформировании. По полученным данным рассчитаны концентрационные зависимости величин энтальпий активации течения растворов ДАЦ в ДМСО и систем ДАЦ-ДМСО-аэросил.

    KW - Химия

    M3 - Магистерская диссертация

    ER -