Жидкокристаллические полимеры
Жидкостные кристаллы (ЖК) сочетают в себе характеристики твердых кристаллов и изотропных жидкостей одновременно.
Этот момент представляет собой важную веху, которая открыла новую область исследований, которая на протяжении нескольких десятилетий привлекала внимание физиков, химиков и инженеров.
ЖК могут иметь некоторые сходства с живыми организмами, поскольку мобильность и структурная организация биологических и синтетических ЖК представляют собой идеальную среду для каталитического действия, связанного с процессами роста и размножения клеток.
Жидкокристаллическая фаза с внешними полями, такими как электрические, магнитные или механические, предлагает множество возможностей для формирования этих материалов. По этой причине, они находят применение в нескольких областях, таких как электроника (дисплеи, фотонные устройства и поляризационно-независимые приборы) или медицина (биосенсоры для оптических зондирующих биологических систем, структуры, имитирующие цвета, линзы и мышечные актуаторы).
Хорошим примером в этой категории материалов являются полимеры или производные целлюлозы. Боковые цепи ЖХ полимеров, получаемые в результате свободного радикального процесса, изготавливаются с использованием различных инициирующих факторов, таких как температура или электромагнитное излучение.
Реологические свойства ЖХ-полимеров, зафиксированные в самой простой геометрии конуса, очень сложны по отношению к однородным изотропным полимерным растворам. Холестерические полимеры ЖХ могут быть получены из оптически активных макромолекулярных соединений или оптически активных смесей.
Смектическая фаза привлекла большое внимание научного сообщества, которое выявило более 10 смектических модификаций. Это привело к появлению разнообразных полимерных материалов с различными архитектурными особенностями.
Большинство ЖК-полимеров привлекательны для агломерационных потоков из-за их пониженной вязкости, но степень ориентации не так высока, как ожидалось. Еще одним ограничением таких материалов является высокая вязкость при низком сдвиговом напряжении, препятствующем слиянию частиц.
Реологические испытания расплава показали снижение вязкости термопластов после введения ЖХ-полимера. Повышенная межфазная адгезия между изотропным и анизотропным компонентами отмечена при низких скоростях сдвига в виде небольшого повышения вязкости расплава. Полимерные композиты ЖХ могут быть получены из производных целлюлозы, таких как гидроксипропилцеллюлоза. Исследавания показали, что использование растворителя 2-гидроксиэтилметакрилата позволяет, за счет его полимеризации, получать многофазные материалы с холестерическим характером мезофаз в ограниченных концентрациях и температурных диапазонах.
ЖХ-полимеры находят применение в широком спектре областей, наиболее важными из которых являются электролюминесцентные дисплеи или нелинейно-оптические материалы в случае ЖХ-полимеров основной цепи. Для полимеров с боковой цепью ЛК наиболее известными областями применения являются замещение малых молекул на ЖК-дисплеях или пассивных оптических пленках с индивидуальными оптическими свойствами.
Полимерные нанокомпозиты и их применение
Полиамид 4, 6, полиамид или нейлон являются одними из инженерных пластиков, используемых во многих инженерных компонентах. На рынке доступны различные типы ООПТ, такие как ООПТ6, ООПТ6,6 и ООПТ4,6. Полиамиды могут быть изготовлены как из одного типа мономеров, так и из двух типов мономеров. Среди различных типов ООПТ PA4,6 представляет собой новый технический пластик. PA4,6 упоминался в литературе еще в 1930-х годах, и сообщалось, что температура плавления составляла 278 °C, что было подтверждено в 1947 году. Также, ученые синтезировали PA4,6 с температурой плавления 293 °C путем интерфациальной полимеризации, приготовленный PA4,6 из адипоилхлорида в растворе хлороформа.
Однако значительное и коммерческое количество PA4,6 было доступно только в 1980-х годах. В настоящее время PA4,6 является коммерчески доступным на рынке под торговым названием Stanyl. PA4,6 обладает отличными свойствами при высоких температурах, такими как высокая жесткость, высокая устойчивость к ползучести, высокая термическая стабильность, хорошая вязкость и высокая прочность. Однако огнестойкость PA4,6 слаба.
С помощью электропрядения изготовлены волокна PA4,6 диаметром 30-200 нм. Диаметры нановолокон PA4,6 регулировались путем изменения концентрации раствора полимера при электролитическом прядении, при этом были подготовлены нановолокна диаметром от 1 мкм до 1 нм. Такие свойства, как механические при высоких температурах, низкое трение, отличная износостойкость и отличная химическая устойчивость PA4,6 делают этот полимер хорошим материалом для широкого спектра технических применений, таких как электрическая, электронная и автомобильная промышленность.
PA4,6 используется в автомобильных компонентах, датчиках двигателей, микровыключателях, авторазъемах, компонентах двигателя и шпульных колпачках. Благодаря своим свойствам высокой размерной и термической стабильности и устойчивости к пиковым температурам PA4,6, этот материал хорошо подходит для применения в непосредственной близости от двигателя, где очень высокие температуры могут быть получены в течение короткого периода времени.
Закаленная PA4,6 имеет большой потенциал для экструдированных труб благодаря сохранению удлинения при повышенной температуре. Закаленный PA4,6 лучше подходит для применения там, где требуется сохранение жесткости при высоких температурах и модуль упругости при ползучести. Ударная жесткости и модуля упругости при повышенных температурах. В литературе предсказаны прочность на растяжение, прочность на изгиб, прочность на сжатие, модуль упругости, коэффициент трения и удельный износ композитов, армированных стекловолокном и углепластиком PA4,6, по искусственной нейронной сети.
