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Investigation of oxidation profile in PMR-15 polyimide using atomic force microscope (AFM).

机译：使用原子力显微镜（AFM）研究PMR-15聚酰亚胺中的氧化分布。

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摘要

The force-penetration depth behavior of polymeric materials from atomic force microscope (AFM) experiment is carried out to establish an improved method. The improvement of methodology of using AFM as a nanoindentation technique is focused on the calculation of the Young's moduli of elastomeric, thermoplastic, and thermosetting materials.;The elastomers used in this work are ethylene-propylene-dime terpolymer (EPDM) and styrene butadiene rubber (SBR). The thermoplastics include polyethylene (PE) and polypropylene (PP). The thermosets are epoxy and polyimide (PMR-15). Silicon probes with different spring constants are used as indenters. The investigations are carried out at ambient conditions.;Our investigations show that the force-penetration depth curves during unloading in these materials are not linear. In fact, the unloading curves can be accurately described by a power law relationship, instead of a flat punch approximation used so often in the analysis of unloading data. The elastic moduli of these materials are computed and compared with values determined by independent techniques. The results show that the accuracy of the measurements can be controlled within 7%.;The above method is, then, used to study the oxidation profile in PMR-15 polyimide. The thermomechanical profiles of PMR-15 samples obtained at room temperature indicate that the elastic modulus at the surface portion of the specimen is different from that at the interior of the material. It is also show that there are two zones within the oxidized portion of the samples. Results confirm that the surface layer and the core material have substantially different properties. The difference could be due to a combination of the diffusion-free and the diffusion-controlled oxidation processes.
机译：通过原子力显微镜（AFM）实验对高分子材料的力穿透深度行为进行了研究，建立了一种改进的方法。使用原子力显微镜作为纳米压痕技术的方法的改进侧重于弹性体，热塑性和热固性材料的杨氏模量的计算。这项工作中使用的弹性体是乙烯-丙烯-丁二烯三元共聚物（EPDM）和丁苯橡胶（SBR）。热塑性塑料包括聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）。热固性材料是环氧树脂和聚酰亚胺（PMR-15）。具有不同弹簧常数的硅探针用作压头。研究是在环境条件下进行的；我们的研究表明，这些材料在卸载过程中的力穿透深度曲线不是线性的。实际上，可以通过幂律关系来准确地描述卸载曲线，而不是在分析卸载数据时经常使用的平冲头近似。计算这些材料的弹性模量，并将其与通过独立技术确定的值进行比较。结果表明，测量精度可控制在7％以内。然后，采用上述方法研究PMR-15聚酰亚胺的氧化曲线。在室温下获得的PMR-15样品的热力学曲线表明，样品表面部分的弹性模量与材料内部的弹性模量不同。还表明在样品的氧化部分内有两个区域。结果证实，表面层和芯材料具有基本不同的性质。差异可能是由于无扩散和扩散控制的氧化过程的结合所致。

著录项

  • 作者

    Li, Li Li.;

  • 作者单位

    The University of Akron.;

  • 授予单位 The University of Akron.;
  • 学科 Chemistry Physical.;Chemistry Polymer.
  • 学位 Ph.D.
  • 年度 2000
  • 页码 199 p.
  • 总页数 199
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
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