Тема выпускной квалификационной работы: Исследование влияния углеродных наночастиц различного типа на процессы термического старения композитных пленок на основе термостойких полиимидов. Исследования способов модификации пленочных нанокомпозитных материалов на основе гетероароматических полиимидов (PI) критически важны для множества отраслей современной техники. Благодаря высоким термическим и механическим свойствам, химической и радиационной стойкости, низкой диэлектрической проницаемости, малым значениям коэффициентов теплового расширения нанокомпозиты на полиимидной основе могут быть крайне эффективно использованы в широком спектре приложений. В настоящей работе было исследовано влияние углеродных нановолокон (CNF) и нанторубок (CNT), вводимых в матричный PI PMDA-ODA, на стабильность механических характеристик нанокомпозитных пленок при длительном изотермическом воздействии температур в диапазоне 400-500 оС. Наночастицы данного типа существенно повышают начальную механическую жесткость композитов, что достигается благодаря высокой степени совмещения матрицы и наполнителя: модуль упругости для композитов, содержащих 2 об. % CNT и 5 об. % CNF, на 25 и 18 %, соответственно. Для выявления характера и интенсивности влияния наночастиц на стабильность механических характеристик был проведен сравнительный анализ как начальных механических характеристик матричного полимера и нанокомпозитов на его основе, так и характеристик, соответствующих пленочным образцам тех же составов, подвергнутых изотермическому воздействию различной длительности т.е. тепловому старению. В результате было установлено, что в нанокомпозитных пленках процессы старения протекают менее интенсивно, чем в матричном PI: прочность и предельная деформация композитов, содержащих как CNF, так и CNT, снижаются медленнее, чем эти же характеристики пленки матричного полиимида. Это указывает на наличие дополнительных физико-химических взаимодействий между макроцепями PI и поверхностью наночастиц, оказывающих стабилизирующее действие на механические характеристики нанокомпозитов.

The subject of the graduate qualification work is “The study of the influence of carbon nanoparticles of various types on the processes of thermal aging of composite films based on heat-resistant polyimides”. Research on modification methods of film nanocomposite materials based on heteroaromatic polyimides (PI) is critically important for many fields of modern technology. Due to their high thermal and mechanical properties, chemical and radiation resistance, low dielectric permittivity and low thermal expansion coefficients polyimide-based nanocomposites can be used extremely effectively in a wide range of applications. In this graduate work, the effect of carbon nanofibers (CNF) and carbon nanotubes (CNT) introduced into the matrix PI PMDA-ODA on the stability of the mechanical characteristics of nanocomposite films under prolonged isothermal exposure to temperatures in the range of 400-500 oC was investigated. Nanoparticles of these types significantly increase the initial mechanical stiffness of the composites, which is achieved due to the high degree of compatibility of the matrix and filler: the modulus of elasticity for composites containing 2 vol. % CNT and 5 vol. % CNF, by 25 and 18 %, respectively. To reveal the nature and intensity of the influence of nanoparticles on the stability of mechanical characteristics, a comparative analysis was carried out both of the initial mechanical characteristics of the matrix polymer and nanocomposites based on it, and of the characteristics corresponding to film samples of the same compositions subjected to isothermal action of various durations, i.e., thermal aging. As a result, it was found that aging processes in nanocomposite films proceed less intensively than in matrix PI: the strength and ultimate strain of composites containing both CNF and CNT decrease more slowly than these characteristics of the matrix polyimide film. This indicates the presence of additional physicochemical interactions between the PI macrochains and the surface of the nanoparticles, which have a stabilizing effect on the mechanical characteristics of nanocomposite’s.