Визначення розмірних характеристик частинок глинопорошків як нанонаповнювачів полімерних композицій

Abstract

Морфометричний аналіз частинок глиноземів проводили методом оптичної поляризаційної мікроскопії. Мікрофотографії частинок одержували за допомогою цифрового фотоапарата з адаптером. Для кількісної оцінки розмірів частинок використовували метод аналізу зображень у програмі ImageJ. Визначали площу, периметр та розраховували еквівалентний діаметр і показник форми частинок. Статистичну обробку експериментальних даних проводили за допомогою програмних пакетів «Statistica» та «Excel». В роботі виконано порівняльний морфометричний аналіз різних типів і марок глинопорошків вітчизняного походження, призначених для використання в якості нанонаповнювачів при виробництві полімерних композиційних матеріалів з поліпшеними експлуатаційними властивостями. Було встановлено, що характер розподілу частинок за еквівалентним діаметром в усіх досліджених зразках якісно подібний, але має певні відмінності в кількісних показниках. Розподіл частинок досліджених марок глинопорошків за показником форми, показав виражену асиметричність в бік його максимальних значень. На підставі детального морфометричного аналізу частинок різних типів глинопорошків встановлені відмінності в кількісних характеристиках розподілу частинок за еквівалентним діаметром та показником форми. Отримані результати дозволять обґрунтовано підійти до вибору марки глинопорошку, що буде застосовуватись як наповнювач у виробництві полімерних нанокомпозиційних матеріалів.

Морфометрических анализ частиц глиноземов проводили методом оптической поляризационной микроскопии. Микрофотографии частиц получали с помощью цифрового фотоаппарата с адаптером. Для количественной оценки размеров частиц использовали метод анализа изображений в программе ImageJ. Определяли площадь, периметр и рассчитывали эквивалентный диаметр и показатель формы частиц. Статистическую обработку экспериментальных данных проводили с помощью программных пакетов «Statistica» и «Excel». В работе выполнен сравнительный морфометрических анализ различных типов и марок глинопорошков отечественного происхождения, предназначенных для использования в качестве нанонаполнителей при производстве полимерных композиционных материалов с улучшенными эксплутационными свойствами. Было установлено, что характер распределения частиц по эквивалентному диаметру во всех исследованных образцах качественно подобный, но имеет определенные отличия в количественных показателях. Распределение частиц исследованных марок глинопорошков по показателю формы, имеет выраженную асимметричность в сторону его максимальных значений. На основании детального морфометрического анализа частиц различных типов различных типов глинопорошков установлены различия в количественных характеристиках распределения частиц по эквивалентному диаметру и показателю формы. Полученные результаты позволят обоснованно подойти к выбору марки глинопорошков, для применения в качестве наполнителя в производстве полимерных нанокомпозицийних материалов.

Comparative morphometric analysis of different types and brands of clay powders of domestic origin for the reasonable choice of filler of polymer nanocomposite materials with improved properties. Morphometric analysis of alumina particles was performed by optical polarization microscopy. Micrographs were obtained using a digital camera with an adapter. To quantify the size of clay particles, we used the image analysis method in ImageJ program. The area, perimeter were determined, and the equivalent diameter and particle shape index were calculated. Statistical processing of the experimental data was performed using the software packages "Statistica" and "Excel". A comparative morphometric analysis of various types and grades of clay powders of domestic origin, intended for use as nanofillers in the production of polymeric composite materials with improved properties, was performed. It was found that the nature of the distribution of particles of equivalent diameter in all the studied samples is qualitatively similar, but has certain differences in quantitative indicators. The distribution of particles of the studied brands of clay powders according to the shape indicator showed a pronounced asymmetry towards its maximum values. On the basis of a detailed morphometric analysis of particles of different types of clay powders, differences in the quantitative characteristics of the particle distribution by the equivalent diameter and shape index were established. The results obtained will allow a reasonable approach to the selection of the brand of clay, which will be used as filler in the production of polymeric nanocomposite materials.