Оценка механических свойств матрицы вокруг частиц наполнителя в полимерных нанокомпозитах с помощью атомно-силовой микроскопии

Наполненные эластомеры (резины) представляют собой сложные структурно-неоднородные системы, состоящие из смеси дисперсных частиц, случайно расположенных в высокоэластичной полимерной матрице (вулканизированный каучук). В качестве активного наполнителя наиболее распространен технический углерод (сажа). При взаимодействии связующего с частицами сажи на них образуются нанослои полимера с особыми механическими характеристиками. При определенных условиях (нанодисперсный наполнитель) их вклад в формирование макросвойств резины может быть весьма существенным. Прямое экспериментальное изучение нанослоев связанного полимера вокруг частиц технического углерода в резине сопряжены со значительными техническими трудностями из-за малости объектов исследований и множества дополнительных искажающих факторов. Для решения данной проблемы в работе использовали подход, основанный на сочетании экспериментального исследования полимерных нанослоев на плоской карбонизированной подложке методами атомно-силовой микроскопии и соответствующих модельных расчетов. Проведена оценка жесткости и толщины слоев модифицированного полимера. Полученные результаты не противоречат и известным опытным данным, что свидетельствует о перспективности данного направления исследований.