C использованием концепции мультифрактального формализма разработана методика расчета мультифрактальных характеристик изображений исследуемых структур. Изображение сканируется с помощью сканера или цифровой видеокамеры и передается в компьютер в виде файла в графическом формате ВМР (256 оттенков серой шкалы). Далее изменением текущей палитры интерактивно подбирается пороговое значение уровня серого, при котором данное изображение переводится в монохромный формат. После этого образ изображения копируется с экрана в оперативную память, представляется в виде двоичного массива и моделируется набором взаимопроникающих фрактальных подмножеств, на основе которых рассчитываются две зависимости, описывающие исходное множество как мультифрахтал - спектр сингулярностей f(α) и спектр размерностей Реньи D(q)
Показано, что соотношения, полученные для стеклообразных полимеров, как для эвклидовых объектов, не совсем корректны, поскольку с их помощью описываются частные случаи ситуации предельных (крайних) размерностей. Представление структуры полимеров, как фрактальных объектов, открывает возможность для их характеристики однородными показателями - фрактальными размерностями, что приводит к более общим фундаментальным соотношениям между разными структурными уровнями и свойствами полимеров. Это и позволило предложить название новой концепции как неэвклидова физика полимеров
Определен химический состав поверхностных слоев деталей на различных стадиях обработки
На примере смесей полиэтилентерефталат/полибутилентерефталат показано сильное влияние топологии расплава, характеризуемой индексом связности, на их свойства. Качественное изменение топологии при нулевом индексе связности снижает прочность на сдвиг аутогезионного соединения компонент на три порядка. Обнаружена зависимость совместимости компонент от структуры расплава.
Сорбция ацетальдегида является критическим фактором для полимерных материалов, используемых для получения продовольственной тары. В свою очередь, для полимерных смесей совместимость их компонент является базовым показателем, определяющим их свойства. Поэтому в настоящей работе исследована взаимосвязь коэффициента сорбции ацетальдегида и совместимости смесей полиэтилентерефталат/полибутилентерефталат. Для этой цели характеристики структуры смесей и связанного с ней свободного объема трактуются в рамках фрактального анализа и мультифрактального формализма. Такой подход позволяет учет особенностей как смесей (в том числе и степени кристалличности), так и сорбируемого вещества (ацетальдегида). При этом для характеристики уровня совместимости исследуемых смесей как функции их состава использовано отношение скачков теплоемкости при постоянном давлении вблизи температуры стеклования компонент смеси. Наиболее важным выводом предложенного анализа является снижение сорбции ацетальдегида для смесей, совместимых в аморфной фазе. Минимальное значение этого параметра реализуется для смеси с равным содержанием компонент. Характер взаимодействий полимер—сорбируемое вещество можно определить использованием постоянной потенциала Леннарда-Джонса. Такой анализ позволил выяснить, что в рассматриваемой системе реализуются только взаимодействия отталкивания. Это означает, что увеличение постоянной потенциала Леннарда-Джонса, связанной со структурой смеси, приводит к снижению коэффициента сорбции. Таким образом, представленная модель позволяет количественный анализ всех аспектов сорбции ацетальдегида в исследуемых смесях.
Применение современных экспериментальных методов (ультрамалоуглового рассеяния рентгеновских лучей и малоуглового рассеяния нейтронов) показало, что углеродные нанотрубки в суспензиях и полимерной матрице нанокомпозитов образуют кластеры, аналогичные макромолекулярным клубкам полимерных цепей. Эта аналогия позволяет использование хорошо разработанных и опробированных методов физической химии (в том числе и фрактальной) для описания структуры указанных кластеров, которая является определяющим фактором в формировании свойств нанокомпозитов полимер/углеродные нанотрубки. Анализ структуры этих кластеров (кольцеобразных формирований) углеродных нанотрубок в полимерной матрице нанокомпозитов полипропилен/углеродные нанотрубки (нановолокна) показал, что они могут быть аналогами макромолекулярных клубков как линейных, так и разветвленных полимерных цепей, что определяется фрактальной размерностью кластеров. Граничным условием реализации того или иного типа кластеров является достижение критерия их протекаемости или фрактальной размерности кластера, равной 1,50: если эта размерность 1,50, то кластеры являются аналогом линейных полимерных цепей, а при размерности >1,50 – разветвленных. При одинаковом содержании нанонаполнителя аналоги линейных цепей позволяют получить более высокую степень усиления (модуль упругости) нанокомпозитов, чем аналоги разветвленных. В первую очередь это обусловлено более высоким уровнем межфазной адгезии полимерная матрица – нанонаполнитель для первого типа кластеров углеродных нанотрубок (нановолокон) по сравнению со вторым. Предложены уравнения, позволяющие количественную оценку степени усиления рассматриваемых нанокомпозитов на основе только степени разветвленности кластеров и содержания нанонаполнителя, которые показали хорошее соответствие с экспериментальными данными.