Studium krystalizace, elektrické vodivosti a mechanických vlastností vybraných inženýrských polymerů a směsí

Abstract

Tato disertační práce se zabývala mnohostrannými interakcemi mezi dynamikou krystalizace, elektrickou vodivostí a mechanickými vlastnostmi vybraných technických polymerů a jejich kompozitů a směsí. Hlavním cílem bylo odhalit složité vztahy, jimiž se tyto základní vlastnosti řídí, a jejich důsledky pro aplikace pokročilých materiálů. Nejprve byl pečlivě zkoumán vliv tepelné degradace na krystalizaci poly(butylentereftalátu) (PBT). Výzkum odhalil podstatný posun v teplotě krystalizace, což svědčí o hluboké modifikaci. K tomuto posunu došlo v různých fázích, které zahrnovaly počáteční nárůst, prudký pokles a následné změny vyvolané degradací. Byly sledovány odpovídající trendy v krystalinitě a kinetice krystalizace, přičemž zvláštní pozornost byla věnována vlivu na rozdílnou tloušťku lamel. Tato zjištění zdůraznila složitou povahu krystalizačního chování PBT při tepelné degradaci a přispěla k širšímu pochopení degradace polymerů a jejích důsledků pro krystalizační procesy. Výzkum dále pronikl do složité oblasti kinetiky krystalizace poly(butylentereftalátu), zejména v závislosti na různých teplotách tavení. Empirické výsledky prokázaly klíčovou korelaci mezi teplotou tavení a výslednou křivkou tepelného toku a odhalily jemnou souhru mezi krystalinitou a profilem tepelného toku. K objasnění kinetiky krystalizace byly vhodně použity Ozawův a Avramiho model, které potvrdily roli teploty tavení v mechanismech nukleace a růstu krystalů. Tato zjištění jsou příslibem pro optimalizaci parametrů zpracování a zlepšení vlastností materiálu v různých aplikacích. Kromě toho byla zkoumána složitá souhra mezi teplotou tavení, dobou trvání a kinetikou neizotermické krystalizace v polyamidu 6 (PA6). S využitím pokročilých analytických technik studie odhalila poznatky o nukleačních centrech, teplotních posunech a kinetice krystalizace. Použité modely účinně osvětlují složitý vztah mezi teplotou tavení a krystalizačními procesy a prohlubují naše porozumění zpracování polymerních materiálů. Nakonec práce zkoumala integraci uhlíkových vláken do elastické polymerní matrice, čímž vznikly kompozity EOC/CF. Studie pečlivě analyzovala výsledné mechanické vlastnosti a morfologii spolu s důsledky pro elektrickou vodivost. Studie prokázala výrazné zvýšení modulu pružnosti v tahu a napětí pomocí různých analytických metodik při zachování elasticity. Kromě toho se zkoumaly elektrické vlastnosti a odhalil se kritický práh perkolace v kompozitech. Tyto výsledky naznačují potenciál pokročilých kompozitů, zejména pro aplikace v elektronice. Tato disertační práce komplexně zkoumá složité vztahy mezi krystalizací, elektrickou vodivostí a mechanickými vlastnostmi v rámci technických polymerů a směsí. Zjištění mají dalekosáhlé důsledky pro konstrukci a aplikace materiálů a otevírají cestu k inovativnímu pokroku v různých oblastech.