Thermal transport properties of the nanocomposite system "porous silicon/ionic liquid"

This paper investigates thermal transport in a nanocomposite system "porous silicon matrix filled with ionic liquid". First, the thermal conductivity and heat capacity of two imidazolium and one ammonium ionic liquids were evaluated using the photoacoustic approach in piezoelectric configuration and differential scanning calorimetry, respectively. Then, the thermal transport properties of the composite system "ionic liquid confined inside porous silicon matrix" were investigated with the photoacoustic approach in gas-microphone configuration. It was found that a significant enhancement of the thermal conductivity of the composite when compared to the individual components, i.e. (i) more than two times for pristine porous silicon and (ii) more than eight times for ionic liquids. These results provide new paths for innovative solutions in the field of thermal management in highly efficient energy storage devices

Synthesis, structure and properties of crosslinked polycyanurates and nanoporous materials generated by using ionic liquids

Cette thèse de doctorat aborde de nouvelles conceptions de films à base de résines d’ester de cyanate (CER) en présence de liquides ioniques (LIs) en tant qu'agents multifonctionnels : catalyseurs, agents de modification réactifs, renforts ou agents porogènes. Les liquides ioniques de structures et de concentrations variables accélèrent de manière significative la polycyclotrimérisation du dicyanate d’ester de bisphenol E, en l'absence de tout solvant organique supplémentaire ou additif. Les réseaux de polycyanurates resultants dopés avec des liquides ioniques aprotiques peuvent constituer des matériaux prometteurs pour la production de structures photosensibles. De tels systèmes nanocomposites permettent la séparation, larécupération et le recyclage aisés des LIs par simple extraction, ce qui permet finalement l'obtention de films nanoporeux thermostables. Les caractéristiques de la porosité de ces matériaux dépendent de la concentration des LIs dans les précurseurs CERs. Les LIs protoniques contenant des groupements fonctionnels >NH et -OH, indépendamment de leurmasse molaire, de la structure chimique du cation et de l'anion, sont incorporés chimiquement dans le réseau polycyanurate. Ainsi, les matériaux hybrides obtenus avec des fragments de liquides ioniques pourraient fournir d’excellents candidats pour des recherches futures sur les ionomères et les nanocomposites.This PhD thesis addresses new designs of cyanate ester resin (CER) films in the presence of ionic liquids as multifunctional agents: catalysts, reactive modifiers, fillers or porogens. It should be emphasized that ionic liquids (ILs) of varying structures and concentrations significantly accelerate the polycyclotrimerization of dicyanate ester of bisphenol E, in the absence of any additional organic solvent or additive. The resulting polycyanurate networks doped with aprotic ionic liquids can be promising materials for producing photosensitive structures. Such nanocomposite systems allow for easier separation, recovery, and recycling of ILs by mere extraction, which eventually affords thermally stable nanoporous films. The porosity features of these materials depend on the concentration of ILs in the CER precursors.Protic ILs containing functional >NH and -OH groups, regardless of molar mass, chemical structure of cation and anion, chemically incorporate into the polycyanurate network, thus the resulting hybrid materials with fragments of ionic liquids could provide excellent candidates for future research in ionomers and nanocomposites

Synthèse, structure et propriétés de polycyanurates réticulés et de matériaux nanoporeux générés en utilisant des liquides ioniques

This PhD thesis addresses new designs of cyanate ester resin (CER) films in the presence of ionic liquids as multifunctional agents: catalysts, reactive modifiers, fillers or porogens. It should be emphasized that ionic liquids (ILs) of varying structures and concentrations significantly accelerate the polycyclotrimerization of dicyanate ester of bisphenol E, in the absence of any additional organic solvent or additive. The resulting polycyanurate networks doped with aprotic ionic liquids can be promising materials for producing photosensitive structures. Such nanocomposite systems allow for easier separation, recovery, and recycling of ILs by mere extraction, which eventually affords thermally stable nanoporous films. The porosity features of these materials depend on the concentration of ILs in the CER precursors.Protic ILs containing functional >NH and -OH groups, regardless of molar mass, chemical structure of cation and anion, chemically incorporate into the polycyanurate network, thus the resulting hybrid materials with fragments of ionic liquids could provide excellent candidates for future research in ionomers and nanocomposites.Cette thèse de doctorat aborde de nouvelles conceptions de films à base de résines d’ester de cyanate (CER) en présence de liquides ioniques (LIs) en tant qu'agents multifonctionnels : catalyseurs, agents de modification réactifs, renforts ou agents porogènes. Les liquides ioniques de structures et de concentrations variables accélèrent de manière significative la polycyclotrimérisation du dicyanate d’ester de bisphenol E, en l'absence de tout solvant organique supplémentaire ou additif. Les réseaux de polycyanurates resultants dopés avec des liquides ioniques aprotiques peuvent constituer des matériaux prometteurs pour la production de structures photosensibles. De tels systèmes nanocomposites permettent la séparation, larécupération et le recyclage aisés des LIs par simple extraction, ce qui permet finalement l'obtention de films nanoporeux thermostables. Les caractéristiques de la porosité de ces matériaux dépendent de la concentration des LIs dans les précurseurs CERs. Les LIs protoniques contenant des groupements fonctionnels >NH et -OH, indépendamment de leurmasse molaire, de la structure chimique du cation et de l'anion, sont incorporés chimiquement dans le réseau polycyanurate. Ainsi, les matériaux hybrides obtenus avec des fragments de liquides ioniques pourraient fournir d’excellents candidats pour des recherches futures sur les ionomères et les nanocomposites

Термічно індуковане хімічне зварювання плівок на основі епоксиду

1. Vakulenko I.O. Influence of chemical compounds on the forming of welding arc / I.O. Vakulenko, S.O. Plitchenko, D.M. Makarevich // Science and transport progress. – 2014. - №5. – Р. 92-100Chemical welding is a relatively new welding approach resulting from chemical reactions that occur at the interface opens the way towards assembly epoxybased materials without adhesives or moldsХімічне зварювання є відносно новим підходом до зварювання, який базується на хімічних реакціях, які перебігають на межі розділу фаз, і відкриває можливість монтажу епоксидних матеріалів без клеїв та форм

ВСТАНОВЛЕННЯ ЗАКОНОМІРНОСТЕЙ РУЙНУВАННЯ ГІРСЬКИХ ПОРІД ВИБУХОМ СВЕРДЛОВИННИХ ЗАРЯДІВ ЗІ СПОВІЛЬНЕННЯМ

Proposed for studies of the interaction of energy flows in short-delay blasting of borehole charges system to determine the stress state of the massif based on the principle of superposition of stress waves based on the solution to the problem of destruction of rocks by explosion of a single charge. It is established that the maximum value of the amount of destruction of rocks in the presence of a single plane of exposure is explicit dependence on the interval of delay between the explosions of related charges.Предложено для исследования взаимодействия энергетических потоков при коротко- замедленном взрывании системы скважинных зарядов определять напряженное состояние горного массива на основании принципа суперпозиции волн напряжений на основе решения задачи о разрушении пород взрывом одиночного заряда. Установлено, что максимальное значение объема разрушений пород при наличии одной плоскости обнажения находится в однозначной зависимости от интервала замедления между взрывами смежных зарядовЗапропоновано для дослідження взаємодії енергетичних потоків при коротко-сповільненому підриванні системи свердловинних зарядів визначати напружений стан гірського масиву на підставі принципу суперпозиції хвиль напружень з урахуванням рішення задачі про руйнування порід вибухом одиночного заряду. Встановлено, що максимальне значення об’єму руйнувань порід при наявності однієї площини оголення перебуває в однозначній залежності від інтервалу сповільнення між вибухами суміжних зарядів

Лазерне зварювання поліетиленових плівок

В даний час постійно розширюються сфери застосування лазерного зварювання, зокрема для з’єднання полімерних плівок різних типів. Цей спосіб зварювання успішно конкурує з традиційними способами, такими, як зварювання нагрітим інструментом та ультразвуком при проведенні робіт у легкій, медичній, харчовій промисловості, пакуванні. Переваги лазерного зварювання – відсутність безпосереднього контакту між джерелом енергії та поверхнями, що нагріваються, та можливість у широких межах змінювати інтенсивність нагрівання регулюючи температуру випромінювача та відстань до нього. Найпоширенішою в даний час технологією лазерного зварювання є трансмісійний (проникний) метод для напускних з’єднань, що використовує ефект прозорості деяких полімерних матеріалів для лазерного променя. У роботі проведено трансмісійне зварювання малопотужним короткофокусним лазером поліетиленових плівок різних типів. Зварювання внапуск проведено за допомогою діодного лазера потужністю 1 Вт з довжиною хвилі випромінювання 532 нм (зелений колір світлового видимого діапазону). Лазер на притискній платформі переміщали вздовж лінії з’єднання за допомогою механічного візка. Під час зварування відбувалося формування шва шириною 0,8–1 мм та невеликою опуклістю назовні за рахунок розширення розплавленого полімерного матеріалу. Проведено експериментальні дослідження впливу основних параметрів процесу лазерного зварювання внапуск на морфологію з’єднань поліетиленових плівок марок Т та Н. Показано, що для зварювання плівок у діапазоні товщин 0,015–0,1 мм не потрібне вартісне лазерне обладнання, а для утворення якісного з’єднання достатньо лазера потужністю не більше 1 Вт. Якість напускних зварних з’єднань плівок оцінювали візуальним оглядом, вивченням під мікроскопом та випробовуваннями на відрив. Проведені дослідження експериментальних зварних швів показали їх міцність на рівні основного матеріалу.Currently, the scope of application of laser welding is constantly expanding, in particular for the connection of polymer films of different types. This method of welding successfully competes with traditional methods, such as welding with heated tools and ultrasound in the light, medical, food and packaging industries. Advantages of laser welding are the absence of direct contact between the energy source and the heated surfaces and the ability to vary the intensity of heating by adjusting the temperature of the radiator and the distance to it. Currently, the most common laser welding technology is the transmission (permeable) method for overhead joints, which uses the effect of transparency of some polymeric materials for the laser beam. The transmission welding of low-power short-focus laser of polyethylene films of different types is carried out in the work. Knee welding was performed using a diode laser with a power of 1 W with a wavelength of 532 nm (green color of the visible light range). The laser on the clamping platform was moved along the connection line by means of a mechanical trolley. During welding, a 0.8–1 mm wide seam was formed and a slight convexity to the outside due to the expansion of the molten polymer material. Experimental studies of the influence of the main parameters of the laser welding process on the morphology of joints of polyethylene films of grades T and H. It is shown that welding laser films in the range of 0.015–0.1 mm does not require expensive laser equipment. A laser with a power of no more than 1 watt is enough to make a good connection. The quality of the welded joints of the films was evaluated by visual inspection, examination under a microscope and tear tests. Studies of experimental welds have shown their strength at the level of the base material

Зварювання полімерів інфрачервоним лазерним випромінюванням

Трансмісійне лазерне зварювання пластмас зазвичай використовують для з’єднання верхньої прозорої деталі та нижньої непрозорої полімерної деталі, яка розігрівається за рахунок поглинання енергії променя оптичного діапазону. Однак значна кількість полімерних матеріалів є напівпрозорими для інфрачервоного випромінювання, що дозволяє зварювати оптично непрозорі деталі за рахунок проникнення випромінювання вглиб матеріалу. Технологічні можливості трансмісійного лазерного зварювання пластмас значно розширили розроблення та масовий промисловий випуск твердотільних інфрачервоних волоконних лазерів, резонатори яких виготовлені з оптичного волокна, легованого рідкоземельними елементами. В роботі досліджено можливості трансмісійного зварювання полімерних листів та плівок малопотужним (20 Вт) інфрачервоним лазером із довжиною хвилі випромінювання 1,062 мкм. Для визначання необхідних режимів опромінення проводили експерименти з проплавлення оптично непрозорого листа полібутену товщиною 1 мм. Показано, що в глибині матеріалу формується проплавлення гострої клинової форми, характерне для зварювання концентрованими джерелами енергії. Залежно від питомої енергії лазерного променя змінюється гострота клину проплавлення та ширина шва. За даної потужності випромінювання для листів полібутену досягнуто максимальну глибину проплавлення 0,5 мм. Також здійснено експериментальні зварювання непрозорої поліетиленової плівки блакитного кольору товщиною 0,05 мм промислових марок ПВД-108 та ПВД-158. Показано, що лазером даної потужності при підборі відповідної швидкості зварювання можливе з’єднання від двох до восьми шарів поліетиленової плівки. Для запобігання перегрівання тонкої плівки зменшували концентрацію енергії лазеру, промінь розфокусовували до діаметра 1,5–2,0 мм на поверхні матеріалу. В результаті отримано досить рівномірний зварний шов з гарним зовнішнім виглядом. Отже, трансмісійне лазерне зварювання може слугувати альтернативою традиційному з’єднанню поліетиленових плівок за допомогою нагрітого інструменту.A number of polymeric materials are translucent for infrared radiation. The use of low-power infrared lasers makes it possible to weld polymer sheets due to the penetration of radiation into the material depth. The possibilities of transmission welding of polybutene sheets, as well as several layers of polyethylene film are investigated. Epilog Fiber Mark 20 installation equipped with 20-W fiber infrared laser with 1.062 μm radiation wavelength is used. According to the investigation results, the maximum penetration depth of polybutene sheets at thea given radiation power is determined. The ability of welding up to eight layers of colored polyethylene film of PVD-108 and PVD-158 grade is shown

Versatile approach to nanoporous polymers with bicontinuous morphology using metal templated synthesis

International audienc