раздел 2.1), следует, что
наряду с формированием координационных цент-ров типа макролиганд – катион Men+,
аналогичные изменения в ИК-спектре вызывает введение в объем этих полимеров
дисперсных порошков окислов металлов [167], тогда как при введении порошков
металлов (Сu, Fe, Zn, Ni и другие) – это реализуется лишь для порошка Cu, а для
других металлов характерно лишь смещение полосы NH с v=3300 см-1 в область
более высоких частот (3330 см-1) [171]. Авторами этих иследований было также
установлено, что наиболее эффективными являются малые степени напол-нения (?10
мас.%) ПУ порошками металлов, при этом увеличение размеров частиц металла
оказывает действие, аналогичное повышению его концент-рации [171].
В связи с этим задачей данных исследований являлось изучить влия-ние введения в
ПУ малых добавок (?5 мас.%) грубодисперсных порошков (50 мкм) переходных
металлов Cu и Fe, а также СuO на изменения микрофазовой структуры
полиуретановой матрицы.
Химическое строение матричного полиуретана, способ введения в его объем
порошков Сu, Fe или CuO, а также обозначение полученных композитов представлены
в разделе 3, п.15.
Из сопоставления профилей малоуглового рассеяния рентгеновских
лучей образцами исходного полиуретана (ПУ-0) и наполненного порошками Cu, Fe и
СuO (рис. 6.17) следует, что существует значительное различие во
Рис. 6.17. Профили малоуглового рассеяния рентгеновских лучей
исходного ПУ-0 (1) и наполненного 1,0 мас.% дисперсными
порошками металлов: Сu (2), CuO (3) или Fe (4).
влиянии этих наполнителей на микрофазовую структуру матричного поли-уретана.
Так, исходный ПУ-0 обладает выраженной микрофазовой структу-рой, при этом
проявление на его профиле рассеяния интерференционного максимума в виде “плеча”
(qm=0,47 нм-1) указывает на существование периодичности в пространственом
расположении жестких и гибких доме-нов этого полимера, при этом среднее
расстояние между ближайшими одно-типными доменами D = 13,4 нм (табл. 6.10).
Введение 1 мас. % Сu и CuO существенно изменяют надмолекулярную структуру
матричного ПУ. Обра-зование донорно–акцепторных координационных центров на
поверхности частиц Cu или CuO с полярными группами жестких блоков приводит к
частичному разрушению микрофазовой структуры матричного ПУ, при этом
реализуется отсутствие упорядоченности в пространственном рас-положении
микрообластей гетерогенности в объеме медьсодержащих ком-позитов ПУ+1,0%Сu и
ПУ+1,0%СuO жестких доменов, о чем свидетельст-
Таблица 6.10
Параметры микрогетерогенной структуры ПУ, наполненного
дисперсными порошками Cu, Fe или СuO
Полимер
qm ,
нм-1
D,
нм
lp ,
нм
Q? ,
отн. ед.
ПУ-0
0,47
13,4
5,6
4,8
ПУ+0,5% CuО
~0,47
~13,4
9,3
3,3
ПУ+1,0% CuО
9,7
3,3
ПУ+5,0% CuО
11,4
3,8
ПУ+0,5% Cu
~0,47
13.4
7,5
3,4
ПУ+1,0% Cu
9,0
3,6
ПУ+5,0% Cu
11,2
3,7
ПУ+0,5% Fe
0,47
13,4
8,5
2,9
ПУ+1,0% Fe
0,39
16,1
8,8
3,3
ПУ+5,0% Fe
9,1
3,4
вует более низкая интенсивность рассеяния и отсутствие максимума на про-филях
рассеяния этих систем по сравнению с теми же характеристиками профиля рассеяния
ПУ-0 (кривые 2, 3). Иной характер воздействия на микрофазовую структуру
матричного ПУ оказывает введение в его объем 1 мас.% частиц Fe, при этом на
профиле рассеяния композита ПУ-1,0%Fe реализуется проявление интерференционного
максимума аналогич-ной выраженности с таковым на профиле рассеяния ПУ-0, но с
меньшими нтенсивностью и значением вектора рассеяния q его проявления. Это
указы-вает на уменьшение контраста электронной плотности между элементами
микрофазовой структуры матричного ПУ и увеличение междоменного расстояния D в
его объеме, что может быть следствием взаимодействия протонодонорных полярных
групп жестких блоков с оксидной пленкой на поверхности частиц Fe.
Наблюдаемое различие во влиянии частиц Cu (CuO) и Fe на структур-ную
организацию полиуретановых композиций сохраняется также и при из-менении
массовой доли наполнителя в ПУ (рис. 6.18). Так, введение в сос-
Рис. 6.18. Профили малоуглового рассеяния рентгеновских лучей
полиуретана (ПУ-0), наполненного различным количест-
вом дисперсных порошков Сu (а), CuO (b) и Fe (с).
тав ПУ лишь 0,5 мас.% дисперсных частиц меди или ее окисла вызывает, как
следует из изменения характера малоуглового рассеяния рентгеновских лучей,
значительное уменьшение контраста электронной плотности в объе-ме композитов по
сравнению с таковым для ПУ-0, а существование слабо-выраженного перегиба при qm
~ 0,47 нм-1 на профилях рассеяния композитов ПУ+0,5%Сu и ПУ+0,5%CuO указывает
на снижение уровня микрофазовой сегрегации гибких и жестких блоков
полиуретановой матрицы, при этом имеет место остаточное проявление ее первичной
микрофазовой структуры с D » 13,4 нм (табл. 6.10). По мере возрастания
количества частиц Сu и CuO до 1,0 и 5,0 мас.% в объме ПУ реализуется увеличение
интенсивности рассеяния в области малых значений вектора рассеяния, что
особенно характерно для композитов ПУ+x%Cu, свидетельствуя о появлении в объеме
матричного полиуретана значительных по размеру микрообластей гетерогенности
[48, 121].
В отличие от медьсодержащих наполнителей, введение 0,5 мас.% частиц Fe в объем
ПУ обуславливает лишь уменьшение контраста электрон-ной плотности (Dr) в
системе, о чем позволяет судить снижение интен-сивности проявления
интерференционного максимума, однако его поло-жение (qm) на профиле рассеяния
остается неизменным и равным значению qm полимера сравне