Кинетика радиационно-окислительного старения ПЭВП-волокон при одновременном протекании деструкции и сшивания макромолекул

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Изучена кинетика снижения прочности волокон из полиэтилена высокой плотности при облучении воздухе рентгеновским излучением в интервале мощностей поглощенной дозы 0.02-15 Гр/с. Показано, что снижение прочности облученных полиэтиленовых волокон происходит до некоторого предельного значения, зависящего от мощности дозы, и может быть описано закономерностями кинетики обратимой реакции псевдопервого порядка. Предложенная структурно-кинетическая модель радиационно-окислительного старения волокон учитывает противоположное влияние деструкции и сшивания проходных макромолекул на прочность ориентированного полимера (волокна), взаимосвязь кинетики радиационно-окислительных превращений и с особенностями структуры ориентированного полимера. Модель хорошо согласуется с экспериментом и позволяет описать изменение прочности ориентированного полимера при одновременном протекании процессов радиационно-окислительной деструкции и сшивания цепей.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. А. Далинкевич

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук; НИИ механики МГУ им. М.В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: dalinckevich@yandex.ru
Россия, Ленинский проспект, 31 корп. 4, Москва, 119071; Мичуринский пр-т, д. 1, Москва, 119192

И. М. Пискарев

НИИ ядерной физики им. Д.В. Скобельцына МГУ им. М.В. Ломоносова

Email: dalinckevich@yandex.ru
Россия, Ленинские горы, дом 1, стр. 2, Москва, 119234, ГСП-1

Л. В. Фомин

НИИ механики МГУ им. М.В. Ломоносова

Email: dalinckevich@yandex.ru
Россия, Мичуринский пр-т, д. 1, Москва, 119192

Т. А. Ненашева

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук

Email: tnenasheva@inbox.ru
Россия, Ленинский проспект, 31 корп. 4, Москва, 119071

Список литературы

  1. Финкель Э.Э., Брагинский Р.П. В сб.: Радиационная химия полимеров. Под ред. В.А. Каргина. М.: Наука. 1973. С. 186–291.
  2. Радиационная химия макромолекул. Под ред. М. Доула, пер. с англ. под ред. Э.Э. Финкеля. М., Атомиздат, 1978. 1978. 325 с.
  3. Пикаев А.К. Современная радиационная химия: Твердое тело и полимеры: Прикладные аспекты. М.: Наука, 1987. С. 181–186.
  4. Иванов В.С. Радиационная химия полимеров. Л.: Химия, 1988. 320 с.
  5. Сирота А.Г. Модификация структуры и свойств полиолефинов. Л.: Химия, 1984. 150 с.
  6. Далинкевич А.А. Успехи в области физико-химии полимеров. М.: Химия, 2004. С. 475–501.
  7. Dalinkevich A.A., Piskarev I.M., Shlyapnikov Yu.A. // Polymer Degradation and Stability. 1993. V. 40. P. 117–119.
  8. Далинкевич А.А., Кирюшкин С.Г., Шемаров Ф.В., Шляпников В.А. // Химия высоких энергий. 1987. T. 21. № 3. C. 219–224.
  9. Далинкевич А.А., Пискарев И.М. // Химия высоких энергий. 1994. Т. 28. № 4. С. 312–317.
  10. Аллаяров С.Р., Ольхов Ю.А., Диксон Д.А. // Химия высоких энергий. 2020.
  11. Аллаяров С.Р., Шаймухаметова И.Ф., Богданова С.А., Белов Г.П., Голодков О.Н., Диксон Д.А. // Химия высоких энергий. 2018. Т. 52. С. 273–282.
  12. Deccer С., Mayo F.R. // J. Polym. Sci. Polym. Chem. Ed. 1973.V. 11. № 11. P. 2847.
  13. Giberson R.C. // J. Phys.Chem. 1962. V. 66. № 2. P. 463.
  14. Рапопорт Н.Я., Гониашвили А.Ш., Акутин М.С., Миллер В.Б. // Высокомолек. соед. 1977. Т. 19. A. № 10. С. 2211–2216.
  15. Далинкевич A.A., Пискарев И.М., Шляпников Ю.А. // Высокомолек. соед. 1993. Т. 35А. № 7. С. 830–837.
  16. Далинкевич А.А., Пискарев И.М., Фомин Л.В., Ненашева Т.А. // Химия высоких энергий. 2022. Т. 57. № 23. С. 211–217.
  17. Попов А.А., Рапопорт Н.Я., Заиков Г.Е. Окисление ориентированных и напряженных полимеров. М.: Химия. 1987. С. 168—197.
  18. Далинкевич А.А., Дробышев В.И., Пискарев И.М. // Высокомолек. соед. 1995. Т. 37А. № 11. С. 1868–1873.
  19. Берштейн В.А., Егоров В.М. Дифференциальная сканирующая калориметрия в физико-химии полимеров. Л.: Химия, 1990. С. 197–220.
  20. Шляпников Ю.А., Кирюшкин С.Г., Марьин А.П. Антиокислительная стабилизация полимеров. М.: Химия, 1986. 250 с.
  21. Далинкевич A.A., Пискарев И.М., Шляпников Ю.А. // Высокомолек. соед. 1997. Т. 39А. № 2. С. 222–230.
  22. Перепелкин К.Е. Структура и свойства волокон. М.: Химия, 1985. 208 с.
  23. Марихин В.А., Мясникова Л.П. Надмолекулярная структура полимеров. Л.: Химия, 1977. С. 86–160.
  24. Регель В.Г., Слуцкер А.И., Томашевский Э.Е. Кинетическая природа прочности твердых тел. М.: Наука, 1972. 190 с.
  25. Замиралов В.С., Кирюшкин С.Г., Пискарев И.М., Китина И.Г., Скубин В.К., Харитонова Г.С. // Высокомолек. соед. 1990. Т(А). 32. № 9. С. 1917–1922.
  26. Кирюшкин С.Г., Шляпников Ю.А. // Высокомолек. соед. 1981. Т(А). 23. № 3. С. 554–558.
  27. Романцев М.Ф., Ларин В.А. Радиационное окисление органических веществ. М.: Атомиздат, 1972. 157 с.
  28. Эмануль Н.М., Бучаченко А.Л. Химическая физика старения полимеров. М.: Наука. С. 167–199.
  29. Сирота А.Г., Верховец А.П., Утевский Л.Е. // Высокомолек. сооед. 1976. Т. 18 Б. № 9. С. 661–664.
  30. Махлис Ф.А. Радиационная физика и химия полимеров. М.: Атомиздат, 1972. 325 с.
  31. Далинкевич А.А., Пискарев И.М., Шляпников Ю.А. // Высокомолек. соед. 1998. Т. 40. А408 8. С. 1294–1303.
  32. Далинкевич А.А., Кирюшкин С.Г., Шляпников Ю.А. // Высокомолек. соед. 1991. Т. 33. Б. № 12. С. 883–893.
  33. Быков Е.В., Быстрицкая Е.В., Карпухин О.Н. // Высокомолек. соед. 1987. Т. 29 A. № 7. С. 1347–1352.
  34. Эмануэль Н.М., Кнорре Д.Г. Курс химической кинетики. М.: Высшая школа, 1974. С. 143–147.
  35. Зубов Ю.А., Тихомиров В.С., Чвалун С.Н., Турецкий А.А., Бакеев Н.Ф. // Высокомолек. соед. 1990. Т. 32. A. № 6. С. 1202–1208.
  36. Зубов Ю.А., Селихова В.И., Тихомиров В.С., Бакеев Н.Ф. // Высокомолек. соед. 1991. Т. 33 A. № 9. С. 687–693.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Изменение относительной прочности при растяжении стабилизированных ПЭВП-волокон в результате их радиационного окисления на воздухе при разной мощности дозы Р рентгеновского излучения. Т = 295 К. Р = 0.02 (1), 0.05 (2), 0.16 (3), 0.3 (4), 2 (5), 5 (6), 10 (7) и 15 ГР/с (8). Штриховыми линиями показаны значения отношения σ∞(Р)/σ0, характеризующего предельное снижение прочности нитей при заданном значении мощности дозы.

Скачать (168KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Зависимость дозы торможения θτ от мощности дозы рентгеновского излучения при радиационном окислении ингибированных волокон ПЭВП.

Скачать (78KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Структурная схема радиационно-окислительного старения ориентированного аморфно-кристаллического полимера при одновременном протекании деструкции и сшивания проходных макромолекул.

Скачать (171KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Зависимость логарифма относительной прочности от поглощенной дозы при радиационном окислении волокон ПЭВП. Значения σ∞ для каждой мощности дозы соответствуют данным рис. 1. Значения мощностей дозы те же, что и на рис. 1.

Скачать (149KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Зависимость радиационного выхода снижения прочности Gσ полиэтиленовых волокон (ПЭВП) от мощности дозы рентгеновского излучения.

Скачать (89KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024