Моделирование композиционных материалов на основе нитевидных кристаллов алмазов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат наук Логинова, Мария Борисовна

• Логинова, Мария Борисовна
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Логинова, Мария Борисовна

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УГЛЕРОДНЫХ ОБРАЗОВАНИЙ В КАЧЕСТВЕ ОСНОВЫ ДЛЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

1.1. Общие положения и замечания

1.2. Результаты теоретических исследований

1.3. Результаты экспериментальных исследований

1.4. Заключительные замечания

ГЛАВА 2. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

НИТЕВИДНЫХ КРИСТАЛЛОВ АЛМАЗА

2.1. Методические особенности получения нитевидных кристаллов

алмаза

2.1. Математические основы, методика и результаты измерения

механических свойств нитевидных кристаллов

ГЛАВА 3. РАСЧЕТ ПРОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

ПОЛИИМИДОВ, АРМИРОВАННЫХ НИТЕВИДНЫМИ КРИСТАЛЛАМИ АЛМАЗА

3.1. Предварительные замечания

3.2. Математическая модель

3.3. Эффективный модуль упругости композиционных материалов

по Фойгту

3.4. Эффективный модуль упругости композиционных материалов

по Рейссу

3.5. Полученные результаты и их обсуждение

Стр.

ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЯ ФУНКЦИОНАЛИЗАНИИ НИТЕВИДНЫХ КРИСТАЛЛОВ АЛМАЗА НА ХАРАКТЕРИСТИКИ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

4.1. Модель и методические особенности моделирования

4.1.1. Общие замечания

4.1.2. Нейро-кластерный метод моделирования

4.2. Полученные результаты и их обсуждение

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

ЛИТЕРАТУРА

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Моделирование композиционных материалов на основе нитевидных кристаллов алмазов»

ВВЕДЕНИЕ

Композиционные материалы широко применяются в различных производственных сферах. Современные технологии предъявляют высокие требования к свойствам и характеристикам конструкционных материалов, что обуславливает необходимость совершенствования известных и разработку новых композиционных материалов. В Калужском филиале МГТУ им. Н.Э. Баумана, под руководством д.т.н., профессора И.В. Федосеева, была разработана новая технология [112, 113] получения нитевидных кристаллов алмаза (НКА). Уникальные физико-химические свойства алмаза хорошо известны. С учетом относительно невысокой себестоимости возможного промышленного получения НКА, их применение в качестве армирующего материала представляется очень перспективным.

В классических моделях расчета механических характеристик композиционных материалов с неизбежностью принимается целый ряд предположений, которые в значительной мере отдаляют исследуемые вопросы от реальных ситуаций. В связи с этим, адекватное прогнозирование физических характеристик композиционных материалов требует проведения компьютерного моделирования соответствующих процессов.

Настоящая работа посвящена разработке моделей и методов исследования характеристик композиционных материалов и анализу влияния функционализации НКА на характеристики связывания их поверхности с полимерной матрицей.

Целями диссертационной работы являлись:

- построение физических моделей и методик моделирования процессов взаимодействия полимерной матрицы со свободной и функционализированной поверхностью НКА;

- исследование средствами моделирование процессов взаимодействия полимерной матрицы со свободной и функционализированной поверхностью НКА.

Научная новизна работы состоит в следующем:

- разработана оригинальная нейро-классификационная модель (НКМ) для расчета взаимодействия молекул полимеров с поверхностью НКА;

- разработан программно-вычислительный комплекс, интегрирующий НКМ в программную среду AMBER для исследований процессов взаимодействия полимерной матрицы со свободной и функционализированной поверхностью НКА;

- методом составного резонансного пьезоэлектрического осциллятора, для образцов НКА с различными геометрическими параметрами, определены физические и статистические характеристики механических свойств НКА;

- проведены аналитические расчеты и экспериментальные измерения механических характеристик композиционных материалов на основе полимерной матрицы, армированной НКА; показано, что классические подходы, основанные на априорном введении характеристик межкомпонентной связи дают неточные оценки механических свойств композиционного материала и не позволяют адекватно исследовать особенности взаимодействия полимерной матрицы с поверхностью НКА;

- для различных полимерных молекул проведено моделирование процессов их взаимодействия со свободной поверхностью НКА, получены основные характеристики данных процессов и проведен анализ их зависимости от геометрических параметров системы;

- проведено исследование влияния функционализации поверхности НКА на характеристики связывания полимерной матрицы с

поверхностью НКА; для четырех групп хемосорбентов определены основные характеристики связывания молекул полимеров с поверхностью НКА и их зависимости от временных параметров системы и поверхностной концентрации хемосорбентов; - установлено, что наилучшие характеристики связывания полимерных молекул с поверхностью НКА реализуются в случае функционализации поверхности фенильными группами с относительной пяти процентной плотностью поверхностного покрытия, что приводит к более чем четырех кратному улучшению показателей связывания. Теоретическая и практическая ценность работы состоят в том, что в работе предложен новый подход к решению задачи взаимодействия полимерной матрицы со свободной и функционализированной поверхностью НКА на основе интеграции авторской нейро-классификационной модели в программно-вычислительную среду AMBER. Развитые в работе методы моделирования позволяют учитывать пространственно-геометрические характеристики системы, адекватно воспроизводить специфику межатомарного взаимодействия и более чем на порядок сокращать необходимые вычислительные ресурсы. Практическая ценность работы заключается также в том, что полученные в ней результаты и развитые методы могут быть использованы для количественного анализа широкого круга вопросов физики свободной поверхности, тонкопленочной техники и стимулируют постановку и проведение новых вычислительных и экспериментальных исследований граничных межфазных взаимодействий.

Достоверность результатов работы обусловлена корректной постановкой задачи, применением математически обоснованных методов ее решения, сравнением результатов с известными аналитическими и экспериментальными данными.

На защиту выносятся следующие положения:

- нейро-классификационная модель расчета взаимодействия молекул полимеров с поверхностью НКА, основанная на методологии кластеризации и динамической реконфигурация РБФ нейро-сетей;

- методика моделирования процессов взаимодействия полимерных молекул со свободной и функционализированной НКА на основе интеграции и разработанной нейро-классификационная модели с молекулярно-динамическими методами;

- результаты исследования средствами моделирования процессов взаимодействия полимерной матрицы со свободной и функционализированной поверхностью РЖА.

Апробация результатов. Результаты диссертационной работы

докладывались на семи конференциях:

1. Общеуниверситетская научно-техническая конференция «Студенческая весна -2009» (МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 2009).

2. 7-ая Международная конференция «Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология. Конструкционные и функциональные материалы (в том числе наноматериалы) и технологии их производства» (ВГУ, Суздаль, 2010);

3. Региональный конкурс молодежных инновационных научно-технических проектов по программе «У.М.Н.И.К.» (Обнинск, ФСР МФП НТС, 2011);

4. Региональных научно-технических конференциях «Наукоемкие технологии в приборо- и машиностроении и развитие иновационно деятельности в вузе» (МГТУ им.Н.Э.Баумана, Москва, 2009, 2010);

5. Всероссийских научно-технических конференциях «Наукоёмкие технологии, в приборо- и машиностроении и развитие инновационной деятельности в вузе» (МГТУ им.Н.Э.Баумана, Москва, 2009, 2012). Публикации. Основные результаты, представленные в диссертации,

опубликованы в 15 работах, в том числе 3 в журналах из Перечня ВАК РФ.

Личный вклад автора состоит в разработке оригинальной нейро-классификационной модели, методики моделирования и соответствующего программного обеспечения для исследования процессов межфазного связывания, протекающих в полимерных композиционных материалах на основе НКА. Результаты исследований получены автором самостоятельно, анализ и интерпретации полученных результатов автор проводил совместно с научным руководителем и научным консультантом.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и списка цитируемой литературы. Работа изложена на 131 странице текста, содержит 52 рисунка, 16 таблиц и 162 наименования цитируемой литературы.

ГЛАВА 1. ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УГЛЕРОДНЫХ ОБРАЗОВАНИЙ В КАЧЕСТВЕ ОСНОВЫ ДЛЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Разработка новых композиционных материалов стимулируется, прежде всего, практической необходимостью постоянного совершенствования и улучшения физико-химических характеристик конструкционных материалов в различных производственных сферах. Во многих случаях, наряду с прочностью, удельный вес конструкционной компоненты изделия имеет принципиальное значение, поэтому усилия многих отечественных и зарубежных научных коллективов сосредоточены на поиске одновременно легких и прочных материалов. Исследования открытых в 1991 году углеродных нанотрубок (УНТ) позволили установить уникальность их физико-химических свойств. В частности, было установлено, что УНТ являясь легкими, радиационно и термостойкими, обладают прочностью почти на два порядка превышающей прочность стали. Данные характеристики инициировали поведение целого ряда теоретических [1-40] и экспериментальных [12, 41-90] исследований в направлении создания новых композиционных материалов на основе УНТ. В свою очередь работы по усовершенствованию методик синтеза УНТ позволили разработать низкозатратные методы получения ранее известных углеродных нановолокн (УНВ), которые также представляют определенный интерес при разработке композиционных материалов [91-100].

В настоящей главе проводится краткое освящение основных результатов, экспериментальных методик и теоретических подходов, связанных с возможностями получения и анализа механических свойств композиционных материалов на основе линейных углеродных образований.

1.1. Общие положения и замечания

Согласно современным представлениям для достижения наилучших показателей в характеристиках композиционных материалов, помимо тщательного подбора полимерной матрицы и армирующего материала свойства и характеристики которых предполагаются заранее изученными, большое значение имеет обеспечение контролируемого пространственного размещения армирующего материала в объеме полимерной матрицы и обеспечение хорошей межфазной связи между армирующим материалом и материалом полимерной матрицы. Последний фактор имеет принципиальное значение, поскольку именно межфазное сцепление отвечает за эффективность передачи нагрузки от матрицы к армирующему материалу. Основными механизмами, обеспечивающими связывание на границе матрица - армирующий материал являются: 1) «механические замки», работающие по принципу сухого трения за счет шероховатостей соприкасающихся поверхностей; 2) ковалентные химические связи; 3) не ковалентные связи описываемые силами Ван дер Ваальса.

С учетом сказанного усилия многих научных коллективов направлены на поиск и анализ условий, обеспечивающих наилучшую связь между армирующим материалом и материалом матрицы. Теоретические методы исследования, основанные на компьютерном моделировании, в общем случае можно разделить на два класса, связанные с атомистическим и континуальным подходом. В первом случае анализ, как правило, проводится методами молекулярной динамики (МД) [1, 3, 7, 8, 10-12, 14, 15, 21, 24, 2632, 36, 38-40], при этом появляется возможность выявления достаточно тонких закономерностей и особенностей на атомарном уровне. Однако, МД моделирование, даже с применением современных методов вычислительного распараллеливания, не позволяют проводить репрезентативный анализ для систем, число элементов которых превышает порядок 106, что в ряде случаев

может служить серьезным препятствием для адекватного анализа. Во втором случае аналитической основой является хорошо разработанный аппарат континуальной механики сплошных сред, при этом проведение количественных расчетов наиболее часто основано на методах конечных элементов (КЭ) [2, 4, 9, 17, 22, 35]. К сожалению, континуальный подход в своей основе, с неизбежностью, содержит достаточно грубые априорно постулируемые оценки целого ряда ключевых характеристик и параметров исследуемой системы, что может вносить определенный риск произвола в получаемые результаты и вытекающие из них заключения.

Наноскопические особенности структуры композиционных материалов создают большие трудности на пути разработки экспериментальных методик для проведения систематических исследований, позволяющих выделить роль и степень влияния отдельных факторов на особенности развития исследуемого процесса. В связи с этим, арсенал методов экспериментального анализа характеристик и свойств синтезируемых композиционных материалов не отличается большим многообразием, а получаемые результаты не позволяют получить однозначный ответ на целый ряд ключевых вопросов.

Не смотря на отмеченные трудности и недостатки, известные в настоящее время результаты представляют большой научный и практический интерес, а накопленный методологический опыт является основой для поведения дальнейших исследований.

1.2. Результаты теоретических исследований

Количественную оценку, характеризующую степень сцепления между полимерной матрицей (ПМ) и армирующим материалом (АМ), можно получить на основании вычисления величины энергии связи (£св) между ПМ и АМ в соответствии с выражением:

Есв - Еъ- (£Пм + Еш), (1-1)

где Ez - потенциальная энергия композиционной системы, Епм и ЕАм , соответственно, потенциальные энергии ПМ и AM. Деление величины энергии связи на площадь межфазной поверхности S позволяет определить величину удельной межфазной энергию связи у согласно выражению:

y=E„/S. (1.2)

Показательной характеристикой механических свойств композиционных материалов является также величина межфазного напряжения сдвига (тмф), сопровождающего процесс извлечения армирующего материала из полимерной матрицы, так называемого испытания на выдергивание (pullout test) [12] . Для определения величины тМф , сначала вычисляются соответствующие энергетические характеристики, отвечающие потенциальным энергиям системы композиционного материала при различных уровнях извлечения армирующей основы из полимерной матрицы (см. рис. 1.1), что соответствует выражению:

£мф = Е1~Е1 = [(£ам)2 - (£am)i] + PWh - C£nM)i] + [(Ясв)2 - (£cb)i]. (1.3)

В свою очередь изменению потенциальной энергии системы отвечает работа фрикционных сил вдоль межфазной поверхности, которая для армирующего материала цилиндрической формы радиуса г и длины L, может быть выражена интегрально как:

L

ЕмФ = J 2яг{Ь - х)тмфсЬс - жгтмф1} , (1.4)

о

откуда:

д х = О

Д Л" = I

Д Л* = I ■

Д х = I

А X = I

Рис. 1.1. Схематическое представление теста на извлечение

Энергетические характеристики при проведении МД-моделирования определяются на основе адекватных потенциалов, описывающих взаимодействия связей для всевозможных внутри- и межмолекулярных степеней свободы, при этом потенциальная энергия системы, состоящей из N элементов, выглядит следующим образом [101]:

' о-6)

< у ' 1 к

где 1/и(г1и иик(гпг^гк) - потенциалы, характеризующие соответственно

взаимодействие между двумя и тремя атомами, координаты ядерных центров которых описываются векторами г1,гргк. С помощью данных потенциалов

описывают взаимодействие как ковалентно связанных атомов, так и несвязанных ковалентно. В последнем случае взаимодействие может быть

обусловлено кулоновскими дальнодействующими электростатическими силами (которые особенно наглядно проявляются, когда атомы превращаются в ионы) и близкодействующими силами Ван дер Ваальса, потенциал взаимодействия которых описывается потенциалом Ленарда-Джонсона:

ищ(ги) = 4д

С \12 сг

У

V у

Г Л6 сг

У

V у у

(1.7)

где $ - глубина потенциальной ямы, сг - эффективный диаметр атома. Потенциалы взаимодействия ковалентно связанных атомов принято разделять на радиальные ( £/рад ), угловые ( £/угл ) и торсионные ( £/торс), которые описываются в соответствии с выражениями:

= (1.8)

(1.9)

1 2 иторс(Ч'уь) = -кторс(!1/укп-У'<>) , (1.10)

где Аград , кугл , к, орс - эмпирические коэффициенты; г0, в о, у/о -параметры равновесных конфигураций (см. рис. 1.2).

Цэад ОгтО г

^угл 0

^торс Я .Ф о

^торс О-Ч^ ]ф

Рис. 1.2. Схематическое представление атомарных степеней свободы

Значения эмпирических коэффициентов и параметров равновесных конфигураций для разнообразных атомарных комбинаций различных органических и полимерных материалов приведены в работах [102-107].

В работах [12, 13, 21] средствами МД моделирования проводился анализ характеристик композиционных материалов на основе УНТ-эпоксидная смола (ER - ероху resin). УНТ с диаметром 13,5бА размещалась в объеме 50Ах50Ах100А заполненным молекулами полимера ER. Состояние и конформация системы, состоящей из 21288 атомов, каждый из которых обладал 6 степенями свободы, анализировались на основании алгоритма Верле [108] в термостате Берендсена [109, 110].

На рис. 1.3 представлены зависимости энергетических характеристик системы УНТ-ER, полученные в результате извлечения УНТ на величину АХ. Можно видеть (рис. 1.3(a) и 1.3.(6)), что в результате полного извлечения величина энергии системы УНТ-ER возрастает на величину около 900 Ккал/моль, при этом, независимо от степени извлечения УНТ, удельная величина энергии связи на поверхности межфазной границы

характеризуется достаточно стабильными значениями из интервала (-0,1 Н-0,10) [Ккал/моль-А2].

о

е g

>* р>

ф с ш

155500 155000 154500 154000 153500 153000 152500

40 60

100 120 140 160

Displacement (А)

а)

>> -600 I -800 +

ш

-1000

40 60 80 100 120 Displacement (А)

б)

0.09 -0.1 0.11 -0.12

0.13

%

15 &

ш

20 40 60

Displacement (А)

80

100

в)

Рис. 1.3. Результаты испытания на извлечение; зависимости от АХ потенциальной энергии системы (а), энергии взаимодействия (б), удельной энергии связи (в)

Наряду с рассмотренными характеристиками и зависимостями, в работах [13, 21] был проведен специальный анализ, связанный с рассмотрением роли и вклада электростатического взаимодействия в процесс релаксации системы УНТ-ЕЯ. Полученные результаты представлены в табл. 1. Можно видеть, что электростатическое взаимодействие, связанное дальнодействующими кулоновскими силами, вносит крайне незначительный вклад (менее 1%) в совокупный энергетический баланс системы УНТ-ЕЯ, при этом доминирующими являются взаимодействия, обусловленные силами Ван дер Ваальса.

Таблица 1.

Энергии взаимодействия в системе УНТ-ЕЯ [Ккал/моль]

электростатика Ван дер Ваальс суммарное

ЕЯ УНТ ЕЯ УНТ ЕЯ УНТ

ЕЯ 7851,58 -4,202 7308,72 -445,554 15160,3 -449,756

УНТ -4,202 72,350 -445,554 1861,82 -449,756 1934,17

В настоящее время, средствами компьютерного моделирования, изучены особенности взаимодействия и получены энергетические характеристики для процессов взаимодействия УНТ с достаточно большим числом полимерных соединений, которые могут служить матрицей для композиционных материалов. Для выяснения атомарно-молекулярных особенностей взаимодействия УНТ с полимерами, в работах [3, 7, 8, 11, 12, 14, 21, 26-30, 32, 36, 38-40], было проведено МД-моделирование взаимодействия УНТ с отдельными молекулами различных полимеров. В качестве иллюстрации, рассмотрим результаты отдельных работ. В [11, 12] средствами МД-моделирования был проведен анализ процессов взаимодействия УНТ с молекулами полимера ЕРСЖ 862 (см. рис. 1.4(а)) и диэтилтолуолдиамин ОЕТРА (см. рис. 1.4(6)).

а) б)

Рис. 1.4. Химическое строение молекул EPON 862 (а) и DETDA (б)

На рис. 1.5, 1.6 представлены временные диаграммы изменения энергии связи между УНТ и молекулами EPON 862 и DELTA, вычисленные в соответствии с выражением (1.1). Данные результаты наглядно показывают, что особенности строения полимерных молекул могут существенным образом влиять не только на величину энергии нековалентных связей образующихся за счет Ван дер Ваальсовых сил, но и на динамические характеристики достижения квазиравновесного состояния.

Time {ps)

Рис. 1.5. Диаграмма изменения энергии связи УНТ- EPON 862

В работах [14, 26, 28] проводился анализ особенностей взаимодействия УНТ с различными полимерными молекулами, а также процессы межмолекулярного взаимодействия. В качестве полимерных молекул были выбраны полистирол (PS) [14], полифенилацетилен (РРА) [14, 28], поли-м-

фенилвинилилендиоктил (PmPV) [14, 26]. Число атомов в каждой из молекул превышало 150, а полимерная матрица содержала не менее 10 мономеров.

Time (ps)

Рис. 1.6. Диаграмма изменения энергии связи YHT-DELTA

*

На рис. 1.7 представлены полученные в [14] временные зависимости энергии межмолекулярного взаимодействия при образовании различных полимеров (верхние кривые) и энергии взаимодействия между УНТ и молекулами PS, PA, PPV, PmPV в процессе образования композиционных материалов. Полученные результаты показывают, что квазиэнергетическая стабильность при образовании полимерной массы реализуется достаточно быстро, в течении примерно 10 пс, тогда как для достижения энергетической квазистабильности при образовании композиционных материалов на основе PS, PA, PPV требуется примерно 15 пс и примерно 30 пс, для матрицы PmPV.

В работах [27, 30, 36, 40], с целью анализа возможностей выбора матрицы композиционного материала, армированного УНТ, наряду с молекулами полистирола (PS), были исследованы особенности взаимодействия УНТ с молекулами полиэтилена (РЕ), полипропилена (РР) и полианилина (PAÑI). Во всех случая в качестве армирующего материала выбирались УНТ с хиральностыо (10,10). Полученные результаты позволили

Time (ps)

Рис.1.7. Эволюция полимер - полимерного и УНТ - полимерного взаимодействия по данным [14]

установить, что во всех случаях эволюционное время, в течении которого система УНТ-ПМ достигает квазистационарного состояния не превышает 30 не, что согласуется с результатами, полученными ранее в работе [14]. На основе полученных результатов авторы работ [27, 30] высказывают предположение, что наличием в молекулах полимеров PS и PANI ароматических колец, способствуют значительному (почти двукратному, в сравнении с молекулам РЕ и РР) увеличению Ван дер Ваальсовых сил притяжения между молекулами полимеров и УНТ.

Авторами ряда работ [14, 27, 29, 38, 39] был проведен анализ влияния температуры на характеристики процесса взаимодействия УНТ с различными полимерными молекулами. Исследования поводились для полимерных молекул PS (polystyrene), РРА (polyphenylacetylene), PPV (poly-p-phenylenevinylene), PmPV (poly-m-phenylenevinylene-co-2,5-dioctyloxy-p-phenyl-enevinylene) [14], PE (polyethylene), PP (polypropylene), PS (polystyrene), PANI (polyaniline) [27], PPA (polyphenylacetylene) [29], MDMO-

PPV (2-methoxy-5-(3-7-dimethyl-octyloxy)-1,4-phenyl-evevinylene), P3HT (poly-3-hexythiophene), PFB (poly-(9,9'-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)-co-bis(iV)iV'-(4,butyl- phenyl))bis(N,N'-phenyl-l,4-phenylene)diamine)) [38], MDMO-PPV (2-methoxy-5-(3-7-dimethyl-octyloxy)-1,4-phenyl-evevinylene), P3HT (poly-3-hexythiophene), MEH-PPV (poly[[(2ethylhexyl)oxy]methoxy-1,4-phenylene]-1,2-ethenediyl) [39]. Полученные результаты позволили установить, что в пределах интервала температур от 300 до 500 °К, наблюдается незначительной увеличение энергии взаимодействия между УНТ и полимерными молекулами, однако, независимо от типа молекул, относительная величина изменения энергии взаимодействия на концах указанного интервала температур не превышает 10%. Типичные зависимости энергии взаимодействия от температуры, полученные в [27] для полимеров РР, РЕ, PS и PANI представлены на рис. 1.8.

-10-

Ф с О)

«25-"¿Г"

с о

-30-

■ РЕ • РР a PANI ▼ PS

о 2

-35-

ф с

-40 J—i-1-1-1-1-1-1-1-1—

300 350 400 450 500

Temperature (К)

Рис. 1.8. Зависимость энергии взаимодействия от температуры [27]

Исследования влияния кривизны поверхности УНТ на энергетические характеристики процесса взаимодействия УНТ с различными молекулами полимеров было проведено в работах [14, 27, 36, 39]. Согласно результатам,

полученным авторами [14] при анализе взаимодействия различных УНТ с полимолекулами PS, РРА, PPV, PmPV при увеличении диаметра УНТ вплоть до значения 2 нм, наблюдается уменьшение энергии взаимодействия, однако дальнейшее увеличение диаметра УНТ практически ни сколько не влияет на величину энергии взаимодействия молекул полимеров с УНТ. Аналогичные выводы по совокупности полученных результатов сделаны авторами работ [27, 36], в которых проводился анализ влияния диаметра УНТ на характеристики взаимодействия УНТ с полимолекулами PE, РР, PS, PANT. Однако в работе [39], при анализе процессов взаимодействия УНТ разного диаметра с полимолекулами РЗНТ, MEH-PPV, MDMO-PPV подобные заключения выглядят не слишком убедительно (см. рис. 1.9), поскольку, в зависимости, полученной для полимолекул РЗНТ, наблюдается явная тенденция уменьшения величины энергии взаимодействия по мере увеличения диаметра УНТ при значениях превышающих 2 нм.

-«—РЗНТ

с

i

(У _

С W

о> о

12 14 16 18 20 гг 24 26 28

Díameter(A)

Рис. 1.9. Зависимость Ею от диаметра УНТ при 300 °К [39]

Самостоятельный интерес представляет вопрос о влиянии хиральности УНТ на особенности взаимодействия УНТ с молекулами полимеров. Такой анализ был проведен в работах [27-29, 38, 39]. Совокупность полученных в отмеченных работах результатов показывает, что в середине интервала между предельными конфигурациями хиральности, (п,п) и (п,0), отклонения от среднего значения энергии взаимодействия между УНТ и полимерными молекулами, независимо от типа молекул не превышают 5%. В областях изменения хиральности близких к предельным конфигурациям, в отдельных случаях, отклонения от среднего значения Eai могут достигать 15-20% (см. рис. 1.10).

КапоШЬе СЫгаПку

Рис.1.10. Энергия взаимодействия между полимером РРА и УНТ с различной хиральностью [29]

С целью выявления доминирующих значений энергии взаимодействия между УНТ и различными полимерными молекулами, с учетом того, что температура, диаметр и хиральность УНТ могут влиять на величину Ет , из совокупности рассмотренных работ были выделены такие, в которых

определение Ет проводилось для одинаковых УНТ с хиральностыо (10,10) при температуре 300 °К (см. табл. 2). Для удобства в поведении сравнения, значения энергии взаимодействия в табл. 2 приведены в порядке убывания. Можно видеть, что в зависимости от типа полимерной молекулы значения ее энергии взаимодействия с УНТ могут изменяться в очень широких пределах от -13 до -335 Ккал/моль, что в совокупности с другими характеристиками полимерных молекул может иметь ключевое значение при разработке новых композиционных материалов.

Таблица 2.

Значения энергии связи (Ет) между УНТ и различными

полимерными молекулами

Полимер Ezu [Ккал/моль] Литература

Сокращенное название Полное название

РР polypropylene -13 ± 2 Г271

РЕ polyethylene -20 ±3 [7, 27,30, 32, 361

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Логинова, Мария Борисовна, 2013 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Lordi V., Yao N. Molecular mechanics of binding in carbon nanotubes-polymer composites // J. Mater. Res. 2000. V.l5. P. 2770-2779.

2. Fisher F.T., Brinson L.C. Viscoelastic interphases in polymer matrix composites: theoretical models and finite element analysis // Composites Science and Technology. 2001. V.61. P. 731-748.

3. Liao K., Li S. Interfacial characteristics of a carbon nanotube-polystyrene composite system // Applied Physics Letters. 2001. V.79, №25. P. 4225-4227.

4. Fisher F.T., Bradshaw R.D., Brinson L.C. Effects of nanotube waviness on the modulus of nanotube-reinforced polymers // Applied Physics Letters. 2002. V.80, №24. P. 4647-4649.

5. Wagner H.D. Nanotube-polymer adhesion: a mechanics approach // Chem. Phys. Lett. 2002. Y.361. P. 57-61.

6. Lau K.T. Interfacial bonding characteristics of nanotube/polymer Composites // Chem. Phys. Lett. 2003. V.370. P. 399-405.

7. Frankland S.J.V., Harik V.M. Analysis of carbon nanotube pull-out from a polymer matrix // Surface Science. 2003. V.525, №1-3. P. LI03-108.

8. Physical interactions at carbon nanotube - polymer interface / M. Wong [etc.] // Polymer. 2003. V.44. P. 7757-7764.

9. Liu Y.J., Chen X.L. Continuum models of carbon nanotube-based composites using the boundary element method // Electron. J. Bound. Elem. 2003. V.l, №2. P. 316-335.

10. Constitutive modelling of nanotube-reinforced polymer composites / G.M. Odegard [etc.] // Compos. Sci. Technol. 2003. V.63, №11. P. 1671-1687.

11. Investigation of molecular interaction between (10,10) single-walled nanotube and EPON 862 resin/DETDA curing agent molecules / Z.Y.Liang [etc.] // Material Science and Engineering. A. 2004. V.365. P. 228-234.

12. Computational and experimental study of interfacial bonding of single-walled nanotube reinforced composites / J.Gou [etc.] // Computational Materials Science. 2004. V.31, №3-4. P. 225-236.

13. Computational analysis of effect of single-walled carbon nanotube rope on molecular interaction and load transfer of nanocomposites / J.Gou [etc.] // Composites Part B. Engineering. 2005. V.36, №6-7. P. 524-533.

14. Yang M., Koutsos V., Zaiser M. Interactions between polymers and carbon nanotubes: A molecular dynamics study // J. Phys. Chem. B. 2005. V.109. P. 10009-10014.

15. Theoretical study on interaction of hydrogen with single-walled boron nitride nanotubes. II. Collision, storage, and adsorption / S.S.Han [etc.] // J. Chem. Phys. 2005. V.123. P. 114704(7).

16. Valavala P.K., Odegard G.M. Modeling techniques for determination of mechanical properties of polymer nanocomposites // Rev.Adv.Mater.Sci. 2005. V.9. P. 34-44.

17. Liu Y., Nishimura N., Otani Y. Large-scale modeling of carbon-nanotube composites by a fast multipole boundary element method // Computational Materials Science. 2005. V.34. P. 173-187.

18. Haque A., Ramasetty A. Theoretical study of stress transfer in carbon nanotube reinforced polymer matrix composites // Compos. Struct. 2005. V.71, №1. P. 68-77.

19. Gao X.L., Li K. A shear-lag model for carbon nanotube-reinforced polymer composites // Int. J. Solids Struct. 2005. V.42. P. 1649-1667.

20. Wan H., Delale F., Shen L. Effect of CNT length and CNT-matrix interphase in carbon nanotube (CNT) reinforced composites // Mech. Res. Commun. 2005. V.32, №5. P. 481-489.

21. Study of affinities between single-walled nanotube and epoxy resin using molecular dynamics simulations / J.Gou [etc.] //International Journal of Nanoscience. 2006. V.5, №1. P.131-144.

22. A cohesive law for carbon nanotube/polymer interfaces based on the van der Waals force /L.Y. Jiang [etc.] // Journal of the Mechanics and Physics of Solids. 2006. V.54. P.2436-2452.

23. Lau K.T., Gu C., Hui D. A critical review on nanotube and nanotube/nanoclay related polymer composite materials // Composites. Part B. 2006. V.37. P.425-436.

24. Gou J., Anumakonda K., Khan A. Moleuclar dynamics simulation of functionalized carbon nanofibers and polymer resins // International Journal of Nanoscience. 2007. V.6, №4. P.l-14.

25. The effect of van der Waals-based interface cohesive law on carbon nanotube-reinforced composite materials / H.Tan [etc.] // Composites Science and Technology. 2007. V.67. P. 2941-2946.

26. Han Y., Elliott J. Molecular dynamics simulations of the elastic properties of polymer/carbon nanotube composites // Computational Materials Science.

2007. V.39. P. 315-323.

27. Investigation of molecular interactions between SWNT and polyethylene/polypropylene/polystyrene/polyaniline molecules / Q.Zheng [etc.] // J. Phys. Chem. C. 2007. V. 111. P. 4628-4635.

28. Influence of chirality on the interfacial bonding characteristics of carbon nanotube polymer composites / Q.Zheng [etc.] // Journal of Applied Physics.

2008. V.103.P. 044302(11).

29. Influence of nanotube chirality, temperature and chemical modification on the interfacial bonding between carbon nanotubes and polyphenylacetylene /H.Chen [etc.]//J. Phys. Chem. C. 2008. V.112. P. 16514-16520.

30. Computational analysis of effect of modification on the interfacial characteristics of a carbon nanotube-polyethylene composite system / Q.Zheng [etc.] // Applied Surface Science. 2009. V.255. P. 3534-3543.

31. Alkhateb H., Al-Ostaz A., Cheng A. H.-D. Molecular dynamics simulations of graphite-vinylester nanocomposites and their constituents // Carbon Letters.

2010. V. 11, №4. P. 316-324.

32. Molecular dynamics simulations of deformation mechanisms of amorphous polyethylene/D.Hossain [etc.] //Polymer. 2010. V.51, №25. P. 6071-6083.

33. Li Y., Liu Y., Hu N. Reinforcement effects of CNTs for polymer-based nanocomposites / Carbon nanotubes - polymer nanocomposites (Edited by S. Yellampalli). Croatia, Rijeka: InTech. 2011. P. 129-154.

34. Yazdchi K., Salehi M. The effects of CNT waviness on interfacial stress transfer characteristics of CNT/polymer composites // Composites. Part A.

2011. V.42. P. 1301-1309.

35. Gorski R. Elastic properties of composites reinforced by wavy carbon nanotubes // Mechanics and control. 2011. V.30, №4. P. 203-212.

36. Interfacial characteristics of carbon nanotube-polyethylene composites using molecular dynamics simulations / Z.Q. Zhang [etc.] // Materials Science. 2011. V.211.P. 145042(10).

37. Yazdchi K., Salehi M., Shokrieh M.M. Analytical and numerical techniques for predicting the interfacial stresses of wavy carbon nanotube/polymer composites //Mech. Compos. Mater. 2009. V.45, № 2. P. 207-212.

38. Zaminpayma E., Mirabbaszadeh K. Investigation of molecular interaction between single-walled carbon nanotubes and conjugated polymers // Polymer Composites. 2012. V.33, № 4. P. 548-554.

39. Zaminpayma E., Mirabbaszadeh K. Investigation between single-walled carbon nanotubes and polymers: A molecular dynamics simulation study with reactive force field // Computational Materials Science. 2012. V.58. P. 7-11.

40. Saha L.C., Mian S.A., Jang J. Molecular dynamics simulation study on the carbon nanotube interacting with a polymer // Bull. Korean Chem. Soc. 2012. V.33, №3. P. 893-896.

41. Direct observation of polymer in carbon nanotube-polycarbonate composites / W.Ding [etc.] //Nano Letters. 2003. V.3, № 11. P. 1593-1599.

42. A comparative study of melt spun polyamide-12 fifers reinforced with carbon nanotubes and nanofibers / J.K.W. Sander [etc.] // Polymer. 2004. V.45, № 6. P. 2001-2015.

43. Protein-functionalized carbon nanotube-polimer composites / S. Bhattacharyya [etc.] // Appl. Phys. Lett. 2005. V.86, № 11. P. 113104-113110.

44. Load transfer and deformation mechanism in carbon nanotube-polysterene composites / D.Qian [etc.] // Appl. Phys. Lett. 2000. V.76, № 20. P. 2868-2870.

45. Hwang G.L., Shieh Y.T., Hwang K.C. Efficient load transfer to polymergrafted multiwalled carbon nanotubes in polymer composites // Advanced Functional Materials. 2004. V.14, № 5. P. 487-491.

46. Reinforcement mechanisms in MWCNT-filled polycarbonate / A.Eitan [etc.] // Composites Science and Technology. 2006. V.66. P. 1159-1170.

47. Surface modification of multiwalled carbon nanotubes via nitroxide-mediated radical polymerization / X.D. Zhao [etc.] // Journal of Polymer Science: Part A Polymer Chemistry. 2006. V.44. P. 4656-4667.

48. A generic organometallic approach toward ultra-strong carbon nanotube polimer composites / R. Blake [etc.] // J. Am. Chem. Soc. 2004. V.126, № 33. P.10225-10233.

49. Study on poly(methyl methacrylate)/carbon nanotube composites / Z. Jia [etc.] // Mater. Sci. Eng. A. 1999. V.271, № 1-2. P. 395-400.

50. Jin Z., Pramoda K., Goh S.H. Dynamic mechanical behavior of melt-processed

multi-walled carbon nanotube/poly(methyl methacrylate) composites // Chem. Phys. Lett. 2001. V.337, № 1-3. P. 43-47.

51. Distribution and alignment of carbon nanotubes and nanofibrils in a polymer matrix / C.A. Cooper [etc.] // Composites Science and Technology. 2002. V.62, № 7-8. P. 1105-1112.

52. Dynamical-mechanical and thermal analysis of carbon nanotube-methyl-ethyl methacrylate nanocomposites / C.Valasco-Santos [etc.] // J. Phys. D. Appl. Phys. 2003. V.36, № 12. P. 1423-1428.

53. Gorga R.E., Cohen R.E. Toughness enhancements in poly(methyl methacrylate) by addition of oriented multiwall carbon nanotubes // J. Polym. Sci. Part B. Polym. Phys. 2004. V.42, № 14. P. 2690-2702.

54. Sabba Y., Thomas E.L. High-concentration dispersion of single-wall carbon nanotubes // Macromolecules. 2004. V.37, № 13. P. 4815-4820.

55. Kim K.H., Jo W.H. Improvement of tensile properties of poly(methyl methacrylate) by dispersing multi-walled carbon nanotubes functionalized with poly(3-hexylthiophene)-graft-poly(methyl methacrylate) // Composites Science and Technology. 2008. V.68, № 9. P. 2120-2124.

56. Bae D.Y., Lee H.S. Enhanced compatibility of PC/PMMA alloys by adding multiwall carbon nanotubes // Carbon Letters. 2010. V. 11, № 2. P. 83-89.

57. Kearns J.C., Shambaugh R.L. Polypropylene fibers reinforced with carbon nanotubes // J. Appl. Polym. Sci. 2002. V.86, № 8. P. 2079-2084.

58. Nucleation of polypropylene crystallization by single-walled carbon nanotubes / B.P.Grady [etc.] // J. Phys. Chem. B. 2002. V.106, № 23. P. 5852-5858.

59. Thermal and mechanical properties of single-walled carbon nano-tubes-polypropylene composites prepared by melt processing / M.A.L. Manchado [etc.] // Carbon. 2005. V.43, № 7. P. 1499-1505.

60. Thermal and mechanical properties of single-walled carbon nanotubes-polypro-pylene composites prepared by melt processing / M.A.L. Manchado [etc.] // Carbon. 2005. V.43, № 7. P. 1499-1505.

61. Microscopic mechanism of reinforcement in single-wall carbon nanotube/polypropylene nanocomposite / T.E. Chang [etc.] 11 Polymer. 2005. V.46, № 2. P. 439-444.

62. Mcintosh D., Khabashesku V.N., Barrera E.V. Benzoyl peroxide initiated in situ fimctionalization, processing, and mechanical properties of single-walled carbon nanotube-polypropylene composite fibers // J. Phys, Chem. C. 2007. V.l 11, № 4. P. 1592-1600.

63. Excellent tensile ductility in highly oriented injection-molded bars of polypropylene/carbon nanotubes composites / P.Zhao [etc.] // Polymer. 2007. V.48, № 19. P. 5688-5695.

64. Multi-walled carbon nanotube filled polypropylene nanocomposites based on masterbatch route: Improvement of dispersion and mechanical properties through PP-g-MA addition / K.Prashanthal [etc.] // eXPRESS Polymer Letters. 2008. V.2, №10. P. 735-745.

65. Carbon nanotubes reinforced nylon-6 composite prepared by simple melt-compounding / W.D.Zhang [etc.] // Macromolecules. 2003. V.37. P. 256-259.

66. Morphology and mechanical properties of multiwalled carbon nanotubes reinforced nylon-6 composites / T. Liu [etc.] // Macromolecules. 2004. V.37. P. 7214-7222.

67. Continuous spinning of a single-walled carbon nanotube-nylon composite fiber / J.Gao [etc.] // J. Am. Chem. Soc. 2005. V.127. P. 3847-3854.

68. Synthesis and characterization of multi-walled carbon nanotubes reinforced polyamide 6 via in situ polymerization / C.Zhao [etc.] // Polymer. 2005. V.46, № 14. P. 5125-5132.

69. The cutting of multi-walled carbon nanotubes and their strong interfacial interaction with polyamide 6 in the solid state / W. Shao [etc.] // Carbon. 2006. V.44, № 13. P. 2708-2714.

70. Functionalization of multiwalled carbon nanotubes with polyamide 6 by anionic ring-opening polymerization / M.Yang [etc.] // Carbon. 2007. V.45, № 12. P. 2327-2333.

71. Surfactant-assisted processing of carbon nanotube/polymer composites / X.Gong [etc.] // Chem. Mater. 2000. V.12, № 4. P. 1049-1052.

72. Bai J.B., Allaoui A. Effect of the length and the aggregate size of MWNTs on the improvement efficiency of the mechanical and electrical properties of nanocomposites—experimental investigation // Compos. Part A. Appl. Sci. Manuf. 2003. V.34, № 8. P. 689-694.

73. Miyagawa H., Drzal L.T. Thermo-physical and impact properties of epoxy nanocomposites reinforced by single-wall carbon nanotubes // Polymer. 2004. V.45, № 15. P. 5163-5170.

74. Influence of different carbon nanotubes on the mechanical properties of epoxy matrix composites - a comparative study / F.H.Gojny [etc.] // Composites Science and Technology. 2005. V.65. P. 2300-2313.

75. Fabrication and mechanical properties of well-dispersed multiwalled carbon nanotubes/ epoxy composites / P.Guo [etc.] // Composites Science and Technology. 2007. V.67. P. 3331-3337.

76. Comparison of covalently and noncovalently functionalized carbon nanotubes in epoxy / L. Liu [etc.] // Macromol. Rapid Commun. 2009. V.30, № 8. P. 627-632.

77. Effect of oxidation treatment of multiwalled carbon nanotubes on the mechanical and electrical properties of their epoxy composites / Z.Spitalsky [etc.] // Compos. Part A. Appl. Sci. Manuf. 2009. V.40, № 6-7. P. 778-783.

78. Shaffer M.S.P., Windle A.H. Fabrication and characterization of carbon nanotube/poli(vinil alcohol) composites // Adv. Mater. 1999. V.ll, № 11. P. 937-941.

79. Morphological and mechanical properties of carbon-nanotube-reinforced semicrystalline and amorphous polymer composites / M.Cadek [etc.] // Appl.

Phys. Lett. 2002. V.81, № 27. P. 5123-5125.

80. Reinforcement of polymers with carbon nanotubes: the role of nanotube surface area / M.Cadek [etc.] // Nano Letters. 2004. V.4, № 2. P. 353-356.

81. High performance nanotube-reinforced plastics: understanding the mechanism of strength increase / J.N.Coleman [etc.] // Adv.Funct. Mater. 2004. V.14, №8. P. 791-798.

82. Mechanical and morphological characterization of polymer-carbon nanocomposites from functionalized carbon nanotubes / M.C.Paiva [etc.] // Carbon. 2004. V.42, № 14. P. 2849-2854.

83. Safadi B., Andrews R., Grulke E.A. Multiwalled carbon nanotube polymer composites: synthesis and characterization of thin films // J. Appl. Polym. Sci. 2002. V.84, № 14. P. 2660-2669.

84. Thostenson E.T., Chou T.W. Aligned multi-walled carbon nanotube-reinforced composites: processing and mechanical characterization // J. Phys. D: Appl. Phys. 2002. V.35, № 16. P. L77-L80.

85. Choi H.J., Zhang K., Lim J.Y. Multi-walled carbon nanotube/polystyrene composites prepared by in-situ bulk sonochemical polymerization 11 J. Nanosci. Nanotech. 2007. V.10, №1. P. 3400-3403.

86. Resistance to time-dependent deformation of polystyrene/carbon nanotube composites under cyclic tension / Y.Jiaa [etc.] // Composites. Part A. 2012. V.43.P. 1561-1568.

87. Morphology and properties of melt-spun polycarbonate fibers containing single-and multi-wall carbon nanotubes / T.D.Fornes [etc.] // Polymer. 2006. V.47. P. 1704-1714.

88. Mechanical properties of high density polyethylene/carbon nanotube composites / S.Kanagaraj [etc.] // Composites Science and Technology. 2007. V.67, № 15-16. P. 3071-3077.

89. Synthesis and properties of novel polyurethane-urea/multiwalled carbon nanotube composites / M.Xu [etc.] // Macromolecules. 2006. V.39, № 10.

P. 3540-3545.

90. Characterization of multi-walled carbon nanotube/phenylethynyl terminated polyimide composites / T.Ogasawara [etc.] // Compos. Part A. Appl. Sci. Manuf. 2004. V.35, № 1. P. 67-74.

91. Kearns J.C., Shambaugh R.L. Polypropylene fibers reinforced with carbon nanotubes // Journal of Applied Polymer Science. 2002. V.86, № 8. P. 2079-2084.

92. A comparative study of melt spun polyamide-12 fibres reinforced with carbon nanotubes and nanofibres /J.K.W.Sandler [etc.] // Polymer. 2004. V.45, № 6. P. 2001-2015.

93. Mechanical properties improvement in two-phase and three-phase composites using carbon nano fiber dispersed resin / Y.Iwahori [etc.] // Composite, Part A: Applied Science and Manufacturing. 2005. V.36, № 10. P. 1430-1439.

94. Effects of ultrasound sonication in nanoclay clusters of nanoclays/epoxy composites / C.K.Lam [etc.] // Mater. Lett. 2005. V.59, № 11. P. 1369-1372.

95. Fabrication and evaluation of carbon nano fiber filled carbon/epoxy composite / // Materials Science and Engineering. A. 2006. V.426, № 1-2. P. 221-228.

96. Influence of montmorillonite clay on the thermal and mechanical properties of conventional carbon fiber reinforced composites / Y.Zhou [etc.] // Journal of Materials Processing Technology. 2007. V.191, № 1-3. P. 347-351.

97. Improvement in mechanical properties of carbon fabric - epoxy composite using carbon nanofibers / Y.Zhou [etc.] // Journal of Materials Processing Technology. 2008. V.198, № 1-3. P. 445-453.

98. Mago G., Kalyon D.M., Fisher F.T. Polymer crystallization and precipitation-induced wrapping of carbon nanofibers with PBT // Journal of Applied Polymer Science. 2009. V.l 14. P. 1312-1319.

99. Nanocomposites of poly(ether ether ketone) with carbon nanofibers: Effects of dispersion and thermo-oxidative degradation on development of linear

viscoelasticity and crystallinity / S.H.Modi [etc.] // Polymer. 2010. V.51. P. 5236-5244.

100. Mago G., Kalyon D.M., Fisher F.T. Nanocomposites of polyamide-11 and carbon nanostructures: Development of microstructure and ultimate properties following solution processing // Journal of Polymer Science: Part B Polymer Physics. 2011. V.49. P. 1311-1321.

101. Ramachandran K.I., Deepa G., Namboori K. Computational chemistry and molecular modeling. Principles and applications. Berlin: Springer, 2008. 397 p.

102. Brenner D.W. Empirical potential for hydrocarbons for use in simulating the chemical vapor deposition of diamond films // Physical Review. B. 1990. V.42, № 15. P. 9458-9471.

103. A second generation force field for the simulation of proteins, nucleic acids and organic molecules / W.D.Cornell [etc.] // Journal of the American Chemical Society. 1995. V.117. P. 5179-5197.

104. Allinger N.L., Yuh Y.H. Lii J.H. Molecular mechanics. The MM3 force field for hydrocarbons. 1 // Journal of the American Chemical Society. 1989. V.l 11, № 23. P. 8551-8566.

105. Lii J.H., Allinger N.L. Molecular mechanics. The MM3 force field for hydrocarbons. 2. Vibrational frequencies and thermodynamics // Journal of the American Chemical Society. 1989. V.l 11, № 23. P. 8566-8575.

106. Lii J.H., Allinger N.L. Molecular mechanics. The MM3 force field for hydrocarbons. 3. The van der Waals' potentials and crystal data for aliphatic and aromatic hydrocarbons// Journal of the American Chemical Society. 1989. V.l 11, № 23. P. 8576-8582.

107. Ponder J.W., Case D.A. Force fields for protein simulations // Advances in Protein Chemistry. 2003. V.66. P. 27-85.

108. Verlet L. Computer experiments on classical fluids. I. Thermodynamic properties of Lenard-Jones molecules // Phys. Rev. 1967. V.l59. P. 98-103.

109. Berendsen H.J.C. Molecular dynamics with coupling to external bath // J. Chem. Phys. 1984. V.81, № 8. P. 3684-3698.

110. Ryckaert J.P., Ciccotti G., Berendsen H.J.C. Numerical integration of the cartesian equations of a system with constraints: molecular dynamics of n-alkanes 11 J. Сотр. Phys. 1977. V.23. P. 327-341.

111. Mori Т., Tanaka K. Average stress in matrix and average elastic energy of materials with misfitting inclusions // Acta Metallurgica. 1973. V.21. P. 571-574.

112. Федосеев И.В., Гордеев A.C., Марамыгин K.B. Образование алмазных нитей в мягких условиях // Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология. Конструкционные и функциональные материалы (в том числе наноматериалы) и технологии их производства: Материалы 7-ой Международной конференции. Владимир: 2010. С. 394.

113. Федосеев И.В., Коржавый А.П., Марамыгин К.В. Образование алмазов и других углеродных фаз при деструкции карбонильных кластеров палладия//Ж. Неорган. Хим. 2013. Т.58, №12. С. 1586-1588.

114. Логинова М.Б. Ультразвуковая методика определения модуля упругости нитевидных кристаллов алмаза // Наукоемкие технологии в приборо- и машиностроении и развитие инновационной деятельности в вузе: Материалы Всероссийской научно-технической конференции. М., 2012. Т. 2. С. 162-164.

115. Логинова М.Б. Физико-механические свойства нитевидных кристаллов алмаза // Сборник научных работ лауреатов конкурса им. Е.Р.Дашковой 2012 г. Калуга: МОиНКО, 2012. Вып. 6. С. 55-62.

116. Зиненкова Г.М., Логинова М.Б., Стефаненко Г.А. Методология определения и расчета физико-механических свойств и характеристик нитевидных кристаллов алмаза // Труды МГТУ. 2012. Т. 604. С. 125-135.

117. Моделирование процессов синтеза нитевидных кристаллов алмаза в

мягких условиях / М.Б.Логинова [и др.] // Наукоемкие технологии. 2013. Т. 14, №7. С. 4-19.

118. Влияние стерических факторов на строение карбонилкарбоксилатных кластеров палладия. Синтез и кристаллическая структура шестиядерного кластера / Т.А.Стромнова [и др.] // Журнал неорганической химии. 2005. Т. 50. №2. С. 219-226.

119. Шишлов О.Н., Чураков А.В., Ефименко И.А. Ацетатные комплексы палладия с морфолином, структура // Журнал неорганической химии. 2006. Т. 51. №4. С. 574-580.

120. Спицын В.И., Федосеев И.В. Карбонильные комплексы платиновых металлов. М.: Наука, 1980. 200 с.

121. Лэмб Г. Динамическая теория звука. М.: ФМЛ, 1986. 372 с.

122. Ниами Е.К., Зиненкова Г.М. Действие ультразвука на кристаллы. М.: МГУ, 1999. 238 с.

123. Fundamentals of Acoustics /L.E. Kinsler [etc.]. New York: Wiley, 2000. 532 p.

124. Логинова М.Б., Стефаненко Г.А. Расчет прочностных характеристик полиимидов, армированных нитевидными кристаллами алмаза // Труды МГТУ. 2012. Т. 604. С. 136-146.

125. Бюллер К.-У. Тепло- и термостойкие полимеры / Под ред. Я. С. Выгодского. М.: Химия, 1984. 1056 с.

126. Sroog С.Е. Polyimides // Progress in polymer science. 1991. V.16. P. 561-584.

127. Ли Г., Стоффи Д., Невилл К. Новые линейные полимеры. М.: Наука, 1992. 280 с.

128. Ellison С J., Mundra М.К., Torkelson J.M. Impacts of polystyrene molecular weight and modification to the repeat unit structure on the glass transition-nanoconfinement effect and the cooperativity length scale // Macromolecules. 2005. V.38.P. 1767-1775.

129. Molecular Dynamics of Poly(Ethylene Glycol) and Poly(Propylene Glycol) Copolymer Networks by Broadband Dielectric Spectroscopy / S.Kalakkunnath [etc.] //Macromolecules. 2007. V.40. P. 2773-2789.

130. Corner A.C., Heilman A.L., Kalika D.S. Dynamic Relaxatio Characteristics of Polymer Nanocomposites Based on Poly(ether imide) and Poly(methyl methacrylate)//Polymer. 2010. V.51. P. 5245-5254.

131. Schadler L., Giannaris S.C., Ajayan P.M. Load transfer in carbon nanotube epoxy composites // Applied Physics Letters. 1998. V.73, № 26. P. 3842-3844.

132. Ultra-low electrical percolation threshold in carbon-nanotube-epoxy composites / J.Sandler [etc.] // Polymer. 2003. V.44. P. 5893-5899.

133. Potschke P., Dudkin S., Alig I. Dielectric spectroscopy on melt processed polycarbonate-multiwalled carbon nanotube composites // Polymer. 2003. V.44. P. 5023-5030.

134. Mechanical properties and electrical conductivity of carbon-nanotube filled polyamide-6 and its blends with acrylonitrile/butadiene/styrene / O.Meincke [etc.] // Polymer. 2004. V.45. P. 739-748.

135. Reinforcing epoxy polymer composites through covalent integration of functionalized nanotubes /J.Zhu [etc.] // Advanced Functional Materials. 2004. V.14, № 7. P. 643-648.

136. Polyethylene multiwalled carbon nanotube composites / T.McNally [etc.] // Polymer. 2005. V.46. P. 8222-8232.

137. Charge transport effects in field emission from carbon nanotube-polymer composites / R.Smith [etc.] // Applied Physics Letters. 2005. V.87. P. 263105(3).

138. Ac and dc percolative conductivity of single wall carbon nanotube polymer composites / D.McLachlan [etc.] // Journal of Polymer Science. 2005. V.B 43. P. 3273-3287.

139. Tanaka T. Dielectric nanocomposites with insulating properties // IEEE

Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation. 2005. V.12, № 5. P. 914-928.

140. Xu Y., Ray G., Abdel-Magid B. Thermal behavior of single-walled carbon nanotube polymer-matrix composites // Composites Part A. Applied Science and Manufacturing. 2006. V.37. P. 114-121.

141. Андреев В.И., Паушкин А.Г., Леонтьев А.И. Техническая механика. М.: АСВ. 2012. 251с.

142. Логинова М.Б. Сравнительный анализ эффективности функционирования нейросетей при классификации объектов пересекающихся множеств // Актуальные проблемы фундаментальных наук: Студенческий научный вестник / Под ред. проф. К.Е. Демихова. M.: HT А. 2009. Т.8, ч.1. С. 307-308.

143. Логинова М.Б. Разработка программного комплекса восстановления пропусков данных // Наукоёмкие технологии, в приборо- и машиностроении и развитие инновационной деятельности в вузе: Материалы региональной научно-технической конференции. М., 2009. Т. 1.С. 224.

144. Логинова М.Б. Алгоритм динамической кластеризации // Наукоемкие технологии в приборо- и машиностроении и развитие инновационной деятельности в вузе: Материалы Всероссийской научно-технической конференции. М., 2009. Т. 2. С. 203-207.

145. Логинова М.Б. Метод on-line обучения распределённых классификаторов на больших выборках бинарных данных // Наукоемкие технологии в приборо- и машиностроении и развитие инновационной деятельности в вузе: Материалы региональной научно-технической конференции. М., 2010. Т.1. С. 160-163.

146. Логинова М.Б. Синтез гибридного метода обучения сетей РБФ на основе эрозийной кластеризации // Сборник научных работ лауреатов конкурса им. Е.Р.Дашковой 2010 г. Калуга: МОиНКО, 2010. Вып. 4. С. 24-33.

147. Логинова М.Б., Аюев В.В. Анализ метода восстановления полностью случайных информационных пропусков на основе динамической кластеризации // Системы управления и информационные технологии. 2010. №2(40). С. 12-17.

148. The Quick Dynamic Clustering Method for Mixed-type Data / M.B.Loginova [etc.] // Automation and Remote Control. 2013. V.72, №1. P. 345-350.

149. Методология моделирования и анализа образования химических связей в гетерогенных системах / М.Б.Логинова [и др.] // Труды МГТУ. М., 2012. Т. 604. С. 159-167.

150. Verlet L. Computer experiments on classical fluids // Phys. Rev. 1968. V.159. P. 98-103.

151. Методы компьютерного моделирования для исследования полимеров и биополимеров / Ред. В.А. Иванов, А.П. Рабинович, А.Р. Хохлов - М.: Либроком, 2009. 662 с.

152. Molecular dynamics with coupling to an external bath / H.J.C.Berendsen [etc.] //J. Chem. Phys. 1984. V.81. P. 3684-3690.

153. A second-generation reactive empirical bond order (REBO) potential energy expression for hydrocarbons / D.W.Brenner [etc.] // J. Phys. Condens. Matter. 2002. V.14. P. 783-802.

154. Stuart S. J., Tutein А. В., Harrison J.A. A reactive potential for hydrocarbons with intermolecular interactions // J. Chem. Phys. 2000. V.l 12. P. 6472-6486.

155. Тин Ко Ко Вин. Исследование влияния топологических дефектов на механические свойства углеродных нанотрубок: Дис. ... канд. ф.-м. наук. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012. 121 с.

156. Хайкин С. Нейронные сети: полный курс, 2-е изд.: Пер. с англ. М.: Вильяме, 2006. 1104 с.

157. Логинова М.Б. Разработка и исследование методов настройки сетей РБФ на неполных данных: Дис. ... магистр техники и технологии. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011. 113 с.

158. Кнут Д.Э. Искусство программирования, том 3. Сортировка и поиск. М.: «Вильяме», 2007. 824 с.

159. Piatt J. A resource-allocating network for function interpolation // Neural Computation. 1991. V.3, № 2. P. 213-225.

160. Li Y.W., Sundararajan N., Saratchandran P. A sequential learning scheme for function approximation using minimal radial basis function (RBF) neural networks //Neural Computation. 1997. V.9, № 2. P. 461-478.

161. Кудряшов Б.Д. Теория информации. СПб.: Питер, 2009. 320 с.

162. Прелов В.В. Взаимная информация нескольких случайных величин и ее оценивание через вариацию // Проблемы передачи информации. 2009. Т. 45, №4. С. 3-17.