Peculiarities of Phase Transformations of Polymer Solutions in Deformable Porous Matrices

Расслаивающиеся Полимерные Растворы В Микроразмерных Порах: Фазовые Переходы, Индуцированные Деформацией Пористого Материала

“…Микро-и наноструктурные композиционные материалы на основе пористых матриц с включениями жидких [1][2][3] или твердых [4,5] растворов имеют широкий спектр технологических приложений [3,4,[6][7][8][9][10] (от нанокомпозиционных бронепакетов с повышенной энергопоглощающей способностью [3] и сред с аномальным характером распространения фононов [6] до материаловмоделей биологических тканей [9] и материалов со специфическими свойствами, обусловленными квантоворазмерными эффектами [4]) и являются актуальным предметом исследования на стыке физики конденсированного состояния, физической химии и технологии материалов. Ряд специфических свойств таких композитов в значительной степени обусловлены отклонением свойств материалов в микро-и наноструктурах (микрои наноразмерных порах [1,2,7,11], тонких пленках и слоях [11,12], каплях малого объема [13,14]), наночастицах [15][16][17][18][19][20][21][22] и зернах поликристаллического материала [23]) от свойств макроскопических систем. В частности, термодинамические параметры (температуры, давления и т.…”

“…д.) фазовых переходов [2,10,[13][14][15][16][17][18][19][20]22], равновесный фазовый состав в структурах малого объема [1,10,14,17,[20][21][22][23], а также их термодинамическая стабильность могут существенно отличаться от аналогичных характеристик для макросистем. Кроме того, особенностью систем малого объема является возможность образования нехарактерных для материалов в макроско-пическом состоянии метастабильных фаз [2,14,20,21], а также сложная (в том числе и колебательная) динамика фазовых переходов [24].…”

“…Существенная же часть эффектов [1,2,10,12,14-23] (в том числе наблюдавшихся экспериментально [13,14,23,24]) связана с возрастанием роли границ раздела при уменьшении характерного размера системы и может быть, наряду с некоторыми иными особенностями [25-27], описана и интерпретирована в рамках термодинамического подхода. Увеличение относительного энергетического вклада границ раздела приводит к смещению положений термодинамического равновесия, что на фазовых диаграммах проявляется в сдвигах и деформациях характеристических линий, отображающих изменения взаимных растворимостей, объемных долей сосуществующих фаз и температур фазовых переходов, причем величины изменений зависят от размера системы [1,2,10,[13][14][15][16][17][18][19][20][21][22][23]28], ее формы [1,2,10,[18][19][20][21][22] и термодинамических характеристик ее межфазных границ [28]. При описании процессов и свойств систем малого объема справочные данные о диаграммах состояния требуют существенного уточнения с учетом подобных эффектов.…”

“…В системах, представленных каплями жидких расслаивающихся растворов (например, смесями олигомерных фракций полибутадиена и полистирола, находящихся в жидком состоянии при комнатной температуре [29,30]) в микро-и наноразмерных порах, подобных описанным в [1][2][3]7,9], форма поры, оказывающая влияние на равновесный фазовый состав, может гибко задаваться плавными деформациями матрицы при различных вариантах приложения нагрузки. Расслаивание жидких растворов в порах зачастую приводит к образованию структуры " ядро-оболочка" (core-shell) [1,2,31,32]. Форма поры, определяющаяся степенью деформации матрицы, может быть охарактеризована параметрически с использованием различных подходов [1,2,10,[20][21][22][33][34][35], включая методы фрактальной геометрии [1,10,21,22,33].…”

“…Расслаивание жидких растворов в порах зачастую приводит к образованию структуры " ядро-оболочка" (core-shell) [1,2,31,32]. Форма поры, определяющаяся степенью деформации матрицы, может быть охарактеризована параметрически с использованием различных подходов [1,2,10,[20][21][22][33][34][35], включая методы фрактальной геометрии [1,10,21,22,33].…”