Деконволюция упорядоченности полимерных систем на основе данных физических измерений

Деконволюция упорядоченности полимерных систем на основе данных физических измерений
Автор: Ксения Cоколова
Руководитель: Просекин Михаил Юрьевич
Достижения: победа там, победа здесь

Полиэтилен высокого давления (ПЭВД) занимает ведущее место в мире по объему производства и применения. Интерес представляет изучение физических и химических свойств, отвечающих за высокий коэффициент скольжения, кристалличность, прочность и устойчи-вость к истиранию ПЭВД.
В данной работе мы исследуем поведение молекулярных цепей по-лимера при помощи различных методов (АСМ, СТА, физические мо-дели, расчеты), и посредством косвенных результатов делаем выводы о внутренней структуре материала. Внутренняя структура влияет на физические характеристики полимера, и интерес представляет изучить и объяснить как способ получения влияет на степень кристалличности полимера и как можно улучшить свойства материалов.

Цель
Установить влияние условий синтеза на микроструктуру полиэти-лена высокого давления (ПЭВД) и микроструктуры поверхности ПЭВД на его функциональные свойства, а также обосновать причину поведения молекулярных цепей, опираясь на физические модели и эксперименты.
Задачи
• Изучить поверхность чистого среза полиэтилена;
• Имитировать различные нагрузки, в том числе и аналогичные тем, которые испытывает лед при катании на коньках.
• Подобрать режим съёмки на АСМ "изрезанной" поверхности;
• Подобрать режим съёмки на АСМ раздавленной и расплавленной поверхности.
• Набрать статистически достоверное кол-во измерений для каждого образца, а именно, для следующих образцов в различных состояниях: ангарский ПЭВД, корейский ПЭВД, полипропилен, пакет из ПЭВД.
• Сравнить модифицированные поверхности, интерпретировать по-лученные результаты.
• Исследовать ангарский и корейский ПЭВД при помощи СТА.
• Сделать выводы по полученной информации на СТА.
• Сопоставить данные о ПЭВД, полученные на СТА и АСМ.
• Смоделировать поведение молекулярных цепей полимеров графи-чески и натурно.
• Объяснить, как способ получения влияет на степень кристаллично-сти ПЭВД.
• Получить ориентированные структуры при прессовании ПЭВД.
• Сравнить ПЭВД с полипропиленом, с тефлоном и с полиэтилено-вым пакетом.

Основные результаты
• Показана устойчивость ПЭВД к истиранию на молекулярном уровне.
• Описан механизм, отвечающий за высокий коэффициент скольже-ния, и показано, что он слабо зависит от степени изрезанности ма-териала.
• Обнаружена корреляция (одинаковое поведение) между степенью кристалличности вещества по данным СТА и микрорельефа по-верхности по данным АСМ.
• Описан механизм поведения волокон при сжимании и объяснен различный характер поведения материалов с различной степенью кристалличности на основе модели плотнейшей упаковки.

корейский полиэтилен