Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Литературный обзор 8
1.1 Проблемы математического описания и моделирования многофазных систем, их динамики и термодинамики. Роль межфазных явлений 8
1.2 Термомеханическое воздействие на многофазные среды при переработке полимеров и полимерных композиционных материалов. Механохимические явления 36
1.3 Некоторые обобщенные представления о нелинейных колебаниях в многофазных средах и теоретических основах волновой технологии ... 49
1.4 Влияние вибрационного воздействия па тепломассоперенос в многофазных средах 52
1.5 Химическая модификаі(ия полимеров. Волновое (м.еханическое) воздействие на многофазную среду как фактор стимулирования химических превращений 58
Глава 2. Объекты и методы исследования 65
2.1 Объекты исследования 65
2.2 Методы исследования 67
Глава 3. Влияние волнового воздействия на свойства лакокрасочных материалов и покрытий 75
Глава 4. Волновое влияние на свойства ПКМ на основе полимерных дисперсий и растворов 95
4.1 Влияние волнового воздействия на свойства латексных смесей и ПКМ на их основе 95
4.2 Влияние волнового воздействия на свойства наполненных полимерных композиций 122
4.3 Влияние волнового воздействия на свойства ПКМ. 127
Глава 5. Влияние волнового воздействия на химические превращения в многофазных средах 143
Глава 6. Некоторые аспекты оптимизации процессов переработки ПКМ и прогнозирования их свойств 150
6.1 Динамическое поведение полимерных композиций в процессе переработки 150
6.2 Использование принципов создания ПКМ при разработке композиций пониженной горючести 167
6.3 О некоторых аспектах оптимизации процессов переработки ПКМ... 171
Выводы 175
Литература 178
Приложения 202
- Термомеханическое воздействие на многофазные среды при переработке полимеров и полимерных композиционных материалов. Механохимические явления
- Некоторые обобщенные представления о нелинейных колебаниях в многофазных средах и теоретических основах волновой технологии
- Влияние волнового воздействия на свойства лакокрасочных материалов и покрытий
- Влияние волнового воздействия на свойства наполненных полимерных композиций
Введение к работе
Полимерные композиционные материалы (ПКМ), занимающие заметное место среди объектов современного материаловедения, позволяют удовлетворять разнообразным требованиям во всех сферах их применения. В то же время постоянно возрастающий уровень необходимых ПКМ свойств обусловливает дальнейшее развитие принципов их создания. Эти принципы базируются на исследованиях по химии, физике и механике композитов, теоретических основах переработки полимеров, а также включают в себя предпосылки и концепции, использование которых связано с решением инженерных проблем технологии полимеров. Поиск теоретических обоснований и анализ возникающих при этом конкретных вопросов и задач в значительной степени связаны с тенденциями интенсификации традиционных технологий и применения новых технологий. В частности, традиционные технологии переработки ПКМ, содержащих жидкую фазу, при введении в них наполнителей не позволяют получать композиции с высокой агрегативной устойчивостью, что затрудняет технологический процесс и приводит к снижению качества материалов и изделий из них. Для установления влияния механических воздействий в процессах переработки на формирование комплекса свойств ПКМ необходимо применение методов прогнозирования их свойств, моделирования и оптимизации процессов их переработки, системного анализа химико-технологических процессов.
При анализе основ и принципов создания полимерных композиционных материалов как модифицированных полимерных систем с заданными свойствами можно отметить, что наиболее распространенным взглядом на ПКМ является представление о них как усиленных материалах, что обусловлено главным образом необходимостью разработки конструкционных и армированных материалов. Однако усиление полимеров является лишь одним из направлений получения и применения ПКМ. Модификация и создание материалов с заданными свойствами -более общая проблема, связанная с многогранными аспектами взаимодействия компонентов (в первую очередь наполнителя и матрицы) в многофазных системах. Поэтому обоснованным является рассмотрение ПКМ как многокомпонентных дисперсных систем, к которым может быть применен коллоидно-химический подход. При этом основополагающую роль играют фазовое состояние, степень дисперсности дисперсной фазы, межфазная поверхность и межфазное взаимодействие. Наряду с использованием поверхностно-активных веществ (ПАВ) для стабилизации и регулирования неравновесной фазовой структуры (физико-химический фактор) может быть применен метод повышения интенсивности тепло-и массопереноса при смешении и диспергировании компонентов (механический фактор).
Одним из таких методов является волновое воздействие, позволяющее возбуждать в многофазных средах в резонансном режиме нелинейные колебания, что приводит к интенсификации процессов взаимодействия, фазовых и релаксационных переходов и др. Теоретические основы этого метода базируются на изучении проблем волновой механики и устойчивости движения, созданы математические модели многофазных сред, построены замкнутые системы уравнений движения смесей.
Для конкретизации этих моделей и анализа механизма волнового влияния необходимо установление взаимосвязи между параметрами и свойствами дисперсной полимерной системы, подвергнутой волновому воздействию, с ее структурно-морфологическими особенностями. Это должно способствовать использованию волновой технологии для получения и переработки полимерных композиционных материалов и создания ПКМ с новым комплексом цепных свойств.
В представленной работе влияние волнового воздействия на разных уровнях структурной организации рассматривалось главным образом на примере дисперсных систем - лакокрасочных материалов, латексов, а также наполненных композиций на основе водных растворов и дисперсий полимеров, которые были использованы для пропитки нетканых материалов.
Наряду с применением новой технологии актуальным является рецептурно-технологический поиск и разработка ПКМ с заданным комплексом свойств, таких как композиции с пониженной горючестью, находящие широкое применение в технике, в том числе для обеспечения повышенной надежности летательных аппаратов и снижения риска техногенных катастроф.
Исследованию проблемы и постановке работы в названном направлении соответствовала цель работы, которая состояла в изучении закономерностей влияния волнового воздействия на полимерные композиции, содержащие жидкую фазу, дальнейшем развитии принципов создания полимерных композиционных материалов и разработке рекомендаций по технологии их получения.
В диссертационной работе обобщены результаты по: изучению влияния нелинейных колебаний на коллоидно-химические свойства многофазных гетерогенных систем на основе эмульсий и полимерных суспензий; изучению влияния волнового воздействия на широкий круг жидкодисперсных полимерных композиционных материалов различной вязкости; исследованию физико-механических свойств и структурно-морфологических особенностей рассмотренных дисперсных систем, пленок и материалов на их основе; использованию разработанных теоретических представлений для применения при создании материалов с заданным комплексом свойств и получении лакокрасочных покрытий (ЛКП), связующих для нетканых материалов, фильтровальных материалов и др.; созданию и разработке высоковязких полимерных композиций (концентрированных дисперсных систем) с пониженной горючестью.
Результаты проведенных экспериментов и их обсуждение изложены в четырех главах диссертационной работы.
Автор защищает: концепцию о влиянии волнового воздействия на формирование комплекса свойств полимерных композиционных материалов, начиная с синтеза полимеров и на последующих этапах переработки; положение об эффективности влияния волнового воздействия в резонансном режиме на степень дисперсности и устойчивость эмульсий и суспензий; положение о взаимосвязи эффектов повышения интенсивности массопереноса под влиянием волнового воздействия с ускорением химических превращений в многофазных средах, в том числе в процессах поликонденсации и эмульсионной полимеризации; обоснование значения коллоидно-химических факторов (степень дисперсности, агрегативная устойчивость, межфазные взаимодействия) в изменении реологических, технологических и физико-механических свойств полимерных композиций под влиянием волнового воздействия; концепцию о взаимосвязи свойств многофазных гетерогенных систем, в том числе лакокрасочных материалов, с параметрами внешнего энергетического (механического) воздействия при возбуждении нелинейных колебаний; принципы получения под влиянием волнового воздействия в резонансном режиме полимерных композиционных материалов с улучшенными свойствами (в том числе нетканых материалов с повышенными функциональными характеристиками); техдокументацию (технологические регламенты) на производство самозатухающей резиновой смеси (51-1655) и самозатухающих изделий (ковры, уплотнители) для авиатехники.
Термомеханическое воздействие на многофазные среды при переработке полимеров и полимерных композиционных материалов. Механохимические явления
Значительным фактором энергетического воздействия на многофазные полимерные системы является создание термомеханических полей для их переработки и получения полимерных композиционных материалов.
Известно, что переработка полимеров и получение полимерных композиционных материалов основываются на использовании явлений тепломассопереноса. Интенсификация тепломассообмена, связанная с применением новых технологий, позволяет решать технологические задачи и получать материалы с требуемым комплексом свойств. Теоретические основы переработки полимеров изложены в монографиях и других публикациях Торнера, Мак-Келви и др. [66-70], где даны математические модели процессов с учетом особенностей физических свойств полимеров, описана зависимость механических и реологических свойств от структуры, релаксационный характер деформации, гидродинамика расплавов полимеров, механохимия процесса смешения и др. Качественный анализ физической сущности и механики процессов смешения, экструзии, вальцевания, каландрования и литья под давлением обнаруживает специфические особенности течения полимеров, обусловленные аномалией вязкости, при этом для характеристики вязкостных свойств расплавов полимеров приходится привлекать многопараметрические зависимости.
При построении математических моделей известных процессов переработки их многообразие отождествляют с набором отдельных задач, отличающихся друг от друга начальными и граничными условиями. Каждая из таких задач в принципе должна содержать уравнения движения сплошной среды, уравнение материального баланса, уравнение энергетического баланса и реологическое уравнение состояния, характеризующее сопротивляемость среды внешним воздействиям. Практически математическое описание реальных производственных процессов допускает существенное упрощение и позволяет устанавливать основные закономерности наиболее простых случаев одномерного изотермического течения псевдопластичных жидкостей, выбранных в качестве аналога полимерных расплавов.
Для характеристики реологических свойств полимеров существенно отметить, что при течении полимеров одновременно развиваются три вида деформации: упругая (єу), высокоэластическая (єв) и пластическая (s„), причем деформации первых двух видов являются обратимыми, а третьего вида -необратимыми. Соответственно на кривых течения (зависимостях между скоростью сдвига / и напряжением сдвига г) можно наблюдать три участка, свидетельствующие о зависимости вязкости аномально-вязких жидкостей от режима течения (в отличие от низкомолекулярных ньютоновских жидкостей). Помимо аномалий вязкости расплавам и растворам полимеров свойственны нормальные напряжения, тиксотропные эффекты и другие нелинейные эффекты (эффект Вайссенберга, эффект высокоэластического восстановления [«разбухания»] струи полимера), вызванные изменением релаксационного спектра . Для гидродинамики расплавов полимеров характерно появление неустойчивого течения (эластической турбулентности), возникающего вследствие развития в потоке больших эластических деформаций и приводящего к разрушению (дроблению) поверхности экструдата. Причиной возникновения «дробления поверхности» Уайт [71,72] считает «гидродинамическую несовместимость» (неравномерное распределение обратимой деформации по сечению потока), вызванную существованием нормальных напряжений. Рассмотрев уравнение движения среды, способной к одновременному развитшо вязкой и высокоэластической деформаций, он показал, что все основные характеристики процесса могут быть сведены к трем безразмерным параметрам: Re (число Рейнольдса), Rw (число Вайссенберга) и Rv (критерий вязкоэластичности). Физический смысл числа Рейнольдса не отличается от физического смысла, который оно имеет в классической гидродинамике вязких жидкостей (т.е. характеризует соотношение между силами инерции и силами трения в потоке жидкости). Число Вайссенберга характеризует отношение высокоэластических сил к вязким силам; оно является, по-существу, мерой деформации сдвига. Критерий вязкоэластичности представляет собой отношение нормальных напряжений, действующих в направлении сдвига, к нормальным напряжениям, действующим в направлении течения. Для ламинарного течения полимеров Rv = 0. Существование аномалии вязкости приводит к относительному уменьшению сопротивления, возникающего при течении псевдопластичных жидкостей. Это может проявляться в нелинейной зависимости между перепадом давления и объемным расходом (в канале круглого и прямоугольного сечений); при течении в плоской щели с подвижной стенкой продольный градиент давления приводит к тем большему изменению объемного расхода, чем больше индекс течения.
Некоторые обобщенные представления о нелинейных колебаниях в многофазных средах и теоретических основах волновой технологии
Рассмотрение воздействия нелинейных колебаний на многофазные гетерогенные среды затрагивает многие физические и физико-химические проблемы.
К основным факторам, влияющим на поведение многофазной среды при вибрационных воздействиях, относятся величина и закон распределения гидродинамического давления в ней. В ряде случаев, например, при исследовании режимов виброперемешивания и процессов теплообмена, фиксируется таюке постоянная составляющая гидродинамического давления, возникновение которой обусловлено тем, что при больших вибрационных воздействиях газожидкостная система по-существу представляет собой нелинейную колебательную систему.
Во многих технологических процессах в качестве рабочего тела используются двухфазные среды, такие как жидкость-газ, жидкость-твердые частицы и др. Для математического описания таких систем могут быть использованы упрощенные модели, которые являются частными случаями общей модели (взвесь твердых и газовых включений в несущей жидкой среде). Непосредственным взаимодействием между включениями пренебрегают. Для характеристики поведения твердых и газовых включений применяют подход, основанный на определении частных решений системы нелинейных уравнений. Каждому из этих решений соответствует определенная форма движения или равновесия включений: периодические колебания включений, локализация включений в определенных точках несущей среды или однонаправленное перемещение включений.
Какая из этих форм движения реально осуществляется, определяется на основе исследования устойчивости частных решений. Для подтверждения правильности разработанных теоретических основ процессов применяют экспериментальные исследования, которые позволяют определить оптимальные параметры внешних воздействий для конкретных технологических процессов. Обычно применяют типовые вибростенды различной мощности (ВЭДС-400А, ВЭДС-200 и др.), которые позволяют возбуждать периодические колебания в диапазоне частот от 5 Гц до 5 кГц при ускорении до 25 go (go = 9,81 м/с). Результаты экспериментальных исследований обнаруживают возможность использования динамических свойств нелинейной колебательной системы жидкость-газ, возникающей при воздействии управляемых внешних периодических вибраций и устойчивой лишь в условиях резонанса [92]. Именно резонансный характер существования таких систем позволяет эффективно использовать их динамические свойства для усиления механических колебаний. Вибрационное ускорение, а, следовательно, и давление жидкости над газовыми скоплениями при этом возрастают во много раз, что позволяет при незначительных энергозатратах и сравнительно быстро осуществлять перемешивание в многофазных средах.
Устойчивый режим интенсивного перемешивания наблюдается обычно в узком интервале частот (2-3 Гц) при определенном ускорении стенда. Вне резонансной области (в случае понижения или повышения частоты внешнего возбуждения) резко уменьшается интенсивность хаотического движения смеси, и пульсирующий рой пузырьков воздуха смещается к свободной поверхности, т.е. перемешивание полиостью прекращается. Таким образом, режим вибрационного перемешивания является нелинейным резонансным эффектом с соответствующей характеристикой, а его устойчивость связана с устойчивостью некоторого критического объема воздушной подушки в жидкости. Исследование вибрационной устойчивости подушки, являющейся моделью большой газовой полости или роя пузырьков, позволяет сделать вывод о резонансном характере этого явления и объяснить вибрационные эффекты аэрации, а также перемешивания жидких сред и образования дисперсных систем типа эмульсий.
Динамическое поведение твердых частиц, взвешенных в колеблющихся жидких средах, рассмотрено в [93]. Полученные обобщенные представления о механизмах и формах движения частиц в колеблющихся средах позволяют объяснить ряд известных экспериментальных фактов о локализации твердых частиц в колеблющихся средах, в частности, в акустической волне, выявить некоторые ранее неизвестные механизмы, обусловливающие устойчивые равновесные формы («вибрационная устойчивость») и однонаправленное перемещение («вибрационное движение») твердых частиц в сплошной среде при воздействии внешних вибраций. При некоторых вполне определенных соотношениях между характеристиками внешнего воздействия и параметрами среды удается осуществить такое нелинейное резонансное взаимодействие между волновыми формами, что в объеме, занятом средой, реализуется эффект резонансной управляемой турбулизации. Он заключается в том, что мелкодисперсные включения совершают движения со значительными относительными скоростями по весьма сложным траекториям, а вся среда подвергается чрезвычайно интенсивному перемешиванию. При этом эффект виброперемешивания сопровождается рядом сопутствующих явлений. Во-первых, отмечается повышение теплообмена и массопереноса в среде, в частности, коэффициента теплоотдачи; во-вторых, происходит интенсификация процесса диспергирования включений; и, в-третьих, возникают и схлопываются кавитационные каверны, что приводит к образованию в среде весьма значительных по величине локальных пульсаций давления, являющихся одним из факторов, обусловливающих интенсификацию процессов массообмена и диспергирования. Условия существования всех перечисленных форм движения и их устойчивости определяются амплитудами и частотами внешнего воздействия, а также геометрическими и физическими параметрами конкретных систем. Особое значение имеет тот факт, что в процессе движения параметры систем самопроизвольно перестраиваются таким образом, что приближаются к резонансным значениям, при которых для поддержания исследуемых режимов требуются минимальные энергозатраты.
Исследованиями торможения жидкости в ряде специальных гидродинамических режимов течений были установлены условия возникновения кавитации и излучения волн определенных заданных характеристик [91, 92].
Систематические исследования нелинейных колебаний многофазных систем, в результате которых установлен ряд закономерностей радикальной перекачки энергии колебаний и волн в энергию других форм движения, явились теоретической основой обоснования и разработки волновой технологии (Ганиев и сотр.) [1, 94-102], которую можно рассматривать как обобщенное обозначение типовых технологических процессов, позволяющих при сравнительно небольших энергетических затратах интенсифицировать массообменные процессы в различных многофазных средах. Реализация волновой технологии связана с созданием комплекса специальных узлов, машин и аппаратов, в частности, гидродинамических генераторов, способных обеспечивать в обрабатываемой среде нелинейные волны необходимых типов [102]. Как правило, при этом имеют дело с колебаниями в звуковом диапазоне частот от единиц герц до нескольких килогерц. Вообще говоря, применение акустических колебаний в химико-технологических процессах известно [103-105]. Отличительной особенностью волновой технологии следует считать то, что интенсивное преобразование колебательных движений происходит при малых энергозатратах вследствие резонансного взаимодействия различных типов нелинейных волн.
Влияние волнового воздействия на свойства лакокрасочных материалов и покрытий
При рассмотрении свойств многофазных систем в широком диапазоне вязкости композиций - от маловязких сред типа эмульсий (динамическая вязкость ниже КГ1 н-сек/м2 [1 пуаз]), латексов, дисперсий наполнителей и пигментов в воде и органических растворителях (лакокрасочных материалов) до высоковязких смесей полимер-полимер (типа каучук-пластик и резиновых смесей) выявляется, что формирование комплекса свойств этих композиций в значительной степени обусловлено их многоуровневой неоднородностью,
В большинстве своем эти композиции являются неустойчивыми лиофобиыми коллоидными системами (по классификации ПА. Ребиндера) [И], получение которых связано с преодолением межмолекулярных сил и накоплением свободной поверхностной энергии в процессе диспергирования при совершении внешней механической работы.
Избыток свободной поверхностной энергии обусловливает нестабильность таких гетерогенных систем и склонность к неравновесным состояниям.
Реологические характеристики дисперсных систем,, агрегативная и фазовая устойчивость, полидиспсрсность определяются размерами распределенных частиц. При этом характер процессов диспергирования и смешения может быть различным. Как известно, смешение высоковязких сред характеризуется как ламинарный процесс, тогда как обработка композиций, содержащих жидкую фазу, проводится обычно в турбулентном режиме.
В соответствии с поставленной проблемой экспериментальное подтверждение выявленных ранее на модельных системах эффектов интенсификации массообменных процессов в многофазных пористых и жидкофазных средах при возбуждении в них нелинейных колебаний было связано с осуществлением резонансного режима управляемой турбулизации. Такой процесс, сопровождаемый радикальным перераспределением гидродинамического и гидростатического давления, приводит к интенсивному перемешиванию, возникновению кавитационных явлений с локальными пульсациями давления, значительными по величине и способствующими диспергированию включений.
В данной главе рассмотрено волновое воздействие на эмульсии масло/вода, являющиеся типичными моделями лакокрасочных материалов, и дисперсные системы средней вязкости (динамическая вязкость 10 -10 и-сек/м [1-10 пуаз])-суспензии мела в воде, нитроэмали, грунтовки и другие ЛКМ.
Лакокрасочные материалы и покрытия являются типичными многокомпонентными полимерными системами и могут рассматриваться как полимерные композиционные материалы [183]. Им свойственно проявление особенностей поведения, связанных с развитой межфазной поверхностью и характерных для многофазных полимерных композиций. Среди свойств таких систем с многоуровневой неоднородностью следует отметить зависимость структурно-механического фактора их устойчивости от различных энергетических воздействий. В ЛКМ полимерные компоненты могут выполнять функции пленкообразователей, стабилизаторов пигментов и наполнителей, присутствуя в виде растворов или дисперсий.
Существующие технологические методы переработки лакокрасочных материалов основаны, как правило, на использовании металлоемкого оборудования, требуют значительных энергетических расходов и недостаточно эффективны для достижения требуемого уровня свойств.
Для интенсификации процесса изготовления ЛКМ и повышения их качества в настоящей работе использовано целенаправленное волновое воздействие на многофазную систему, позволяющее достигать высоких степеней дисперсности и гомогенизации. При этом перед вибрационным (волновым) воздействием производят предварительное механическое смешение компонентов до получения визуально-однородной смеси на имеющемся смесительном оборудовании, а волновое воздействие осуществляют на вибростенде или путем пропускания приготовленной смеси через камеру завихрения кавитационно-вихревого генератора (рис. 8). Были испытаны следующие лакокрасочные материалы и другие многофазные системы: пентафталевый лак (типа ПФ-060), воднодисперсионная эмульсия (акриловая дисперсия на основе раствора пентафталевой смолы в смеси уайт-спирита и толуола), смеси натуральной олифы с водой (70:30 об.%) с добавлением поливинилового спирта, воднодисперсионный клей АДМ-К, воднодисперсионная краска ВДА, смеси жидкое стекло-латекс (типа СКС), жидкое стекло-олифа, суспензия осажденного мела в воде, в том числе с добавлением диоксида титана и т.д.
Возбуждение нелинейных колебаний в многофазных средах, как это видно на примере ЛКМ и покрытий на их основе, приводит к повышению степени дисперсности, однородности и стабильности (агрегативной устойчивости) таких систем, улучшению их физико-механических и специфических свойств (адгезионных - у грунтовки и клея АДМ-К, клеящая способность возрастает в 1,5-2 раза, степень перетира уменьшается до 10-50 мкм) и связанных с этим показателей укрывистости и блеска (до 50%) у красок типа ВДА и МА (табл. 2, 3, 4).
Влияние волнового воздействия на свойства наполненных полимерных композиций
Поскольку реальные ІЖМ являются как правило наполненными системами, представлялось целесообразным рассмотрение полимерных систем, содержащих наполнители. При введении в латексы наполнителей (активированный уголь или цеолит) агрегативно устойчивые дисперсии образуются лишь после их виброобработки. На рис. 49 приведена кинетика седиментации цеолита в композиции латекс + цеолит. Волновое воздействие на наполненные латексные композиции повышает их стабильность даже в отсутствие добавок ПАВ (табл. 15). Повышение однородности и стабильности дисперсных систем отмечается также в наполненных растворах полимеров (крахмал, желатин, полиакриловая кислота (ПАК), поливинилпирролидон (ПВП), полиакриламид (ПАА)). Следует отметить, что этот эффект достигается в последних случаях также без введения дополнительного ПАВ (рис. 50, табл. 15). При этом наблюдается диспергирование частиц наполнителя. На рис. 51, 52 показаны гистограммы РЧД раствора желатина с углем, на которых заметно повышение степени дисперсности наполнителя и сужение распределения его частиц по размерам после волнового воздействия на полимерную композицию. Исследование влияния волнового воздействия на реологические свойства растворов полимеров и наполненных композиций проводили на примере оценки их вязкости при разных концентрациях полимеров и различных способах: приготовления композиций. Выше было показано снижение вязкости лакокрасочных композиций и латексных смесей после волнового воздействия, обусловленное диспергированием компонентов и разрушением ассоциатов дисперсной фазы (гл. 3, 4.2). Как видно из данных, приведенных на рис. 53 и в табл. 16, в результате волнового воздействия в звуковом диапазоне частот наблюдается небольшое снижение вязкости растворов полимеров. В то же время воздействие в ультразвуковом диапазоне частот (22 кГц) приводит к более существенному снижению вязкости полимерного раствора, что может быть свидетельством механодеструкции полимера.
При введении в растворы полимеров наполнителя (акгивированного угля) отмечается снижение вязкости композиции. Вязкость наполненнык композиций после волновой обработки на вибростенде снижается незначительно, а после ультразвуковой обработки наблюдается большее снижение вязкости ( в 2 раза) (табл. 17). Это, по-видимому, связано с влиянием характера волнового воздействия как на структуру и свойства полимера, так и на взаимодействие его с частицами наполнителя, как было обнаружено на примере дисперсии Ті02 в присутствии полиэтилгидроксиэтилцеллюлозы (гл. 3). Изучение динамического поведения многофазных сред приводит к заключению, что использование динамических свойств самой многофазной среды позволяет создать волновое поле с высокой концентрацией энергии, необходимой для эффективного воздействия на полимерные дисперсные системы, проявляющееся в свойствах ПКМ на их основе. При получении нетканых клееных материалов (как полимерных композиционных материалов) существенное значение имеют физико-химические процессы, связанные с пропитыванием волокнистых холстов. При этом волокнистый холст можно рассматривать как капиллярно-пористое тело со сложной микро- и макронеоднородной структурой. В отличие от армированных пластиков, где происходит практически полное заполнение межволоконных пустот, в нетканых материалах (НМ) связующее заполняет пространство между волокнами частично, с образованием подвижной сетки из склеенных между собой в местах пересечения волокон. Соединение волокон с полимерным связующим осуществляется путем образования адгезионных склеек разного типа адгезионной связанности [182]. Деформационно-прочностные свойства НМ определяются когезионной прочностью связующего и его адгезией к волокну. Представлялось актуальным исследование влияния волнового воздействия на свойства пропитывающих композиций (связующего) и нетканых материалов (ПКМ), полученных с их использованием. При использовании латексов в качестве связующих и пропиточных композиций для получения нетканых материалов волновое влияние на латексы проявляется в повышении упруго-прочностных и эксплуатационных свойств НМ. Следует отметить аналогичный характер соответствующих экстремальных зависимостей свойство-состав у пленок и НМ, что может быть следствием «памяти» о воздействии нелинейных колебаний в многофазных средах (табл. 18 и рис. 54, гл. 4.1). Существенно, что пропиточные композиции при этом не содержали сшивающих агентов, а нетканые материалы отличались большей равномерностью распределения полимера и наполнителя по объему материала (рис. 55 и 56).
