Коллектив авторов - Международная молодежная научная школа «Школа научно-технического творчества и концептуального проектирования» Страница 9

2) β-переход – характеризует усиление вращательного движения метиленовых групп гликольного остатка и ароматического ядра;

3) γ-переход – описывает прекращение вращательного движения метиленовых групп гош– и транс-конформаций в аморфной фазе полиэфира; этот низкотемпературный переход влияет на барьерные свойства и газопроницаемость полимера.

ДСК-анализ модифицированного ПЭТ указывает на возрастание температуры α-перехода на 24 0С для ПЭТ-образца, содержащего 2 % ФУ , что указывает на ассоциацию ~C=O (ПЭТ) ∙∙∙ H-N~ (ФУ), а также на межмолекулярные взаимодействия между атомами фтора перфторуглеродной цепи модификатора и метиленовыми группами гликольного остатка, приводящие к стабилизации надмолекулярной полиэфирной структуры. Уменьшение значения γ-перехода фактически на 11 0С свидетельствует о том, что ФУ могут являться центрами нуклеации (зародышеобразования) и агентами разветвления макромолекулярной цепи.

Важно, что введение 2 % ФУ в ПЭТ приводит к уширению интервала температуры стеклования и ее сдвигу в сторону более низких температур, что рядом авторов связывается с некоторым повышением молекулярной массы полиэфира за счет его модификации по концевым группам. Однако столь же выраженного эффекта в случае температуры плавления модифицированного полимера не наблюдается.

Таким образом, совокупность полученных результатов свидетельствует о формировании «вторичных» надмолекулярных структур в поверхностных областях модифицированного полиэфира, существенно отличающихся по длине складок макромолекулярных цепей в кристаллитах по сравнению с исходным ПЭТ.

ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ УДАРОПРОЧНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ПОЛИПРОПИЛЕНА

На сегодняшний день разработка композиционных материалов на основе термопластичных связующих является актуальной задачей. Такие материалы имеют ряд преимуществ по сравнению с композитами, имеющими термореактивную матрицу: высокие ударопрочность, трещиностойкость, низкое водопоглощение и др. Однако они имеют более низкую адгезию к наполнителю и требуют более высоких температур и давления формования. Полипропилен (ПП) и его сополимеры среди большого ряда термопластов особенно интересны благодаря достаточно высоким эксплуатационным свойствам и невысокой стоимости.

Целью данной работы являлось получение ряда наполненных ПКМ на основе полипропиленов с повышенными эксплуатационными свойствами, оптимизация их составов и разработка технологических режимов их получения.

В качестве объектов исследования был выбран широкий ряд промышленных полипропиленов и сополимеров ПП: гомополимеры (марки: PP1500J, РР1525J); статистический сополимер пропилена и этилена (марка PP4345S); блок-сополимеры пропилена и этилена (марки: PP8300N, PP9240М, PP9240К, PP8300G).

В качестве наполнителя использовали древесную муку (ГОСТ 1636187) марок 180 и 560, изготавливаемую из древесины хвойных, лиственных пород и их смеси.

В качестве совмещающего агента использовали водный раствор натриевой соли полиаминополифосфоновой кислоты (ПАФ-13А) производства ОАО «Химпром» (ТУ 2439-360-05763441-2001).

Разработка способа совмещения включала в себя следующие этапы:

– выбор методики введения совмещающего агента (функционального полимера) обработкой гранул полипропилена или древесной муки;

– выбор температурно-временного режима сушки обработанного компонента;

– выбор температурно-временного режима смешения компонентов в миксере.

Гомогенизацию компонентов проводили в смесителе Plastograph® EC plus с номинальным объемом камеры 120 см3 при 190 ºС с частотой вращения 50 об/мин в течение 15 мин.

Изменение вязкости расплава (показатель текучести расплава, ПТР) при 2.16 г/230 ºС) определяли на пластометре CEAST 7027.

Температуру размягчения по Вика в жидкой среде определяли на приборе BASIC VICAT/HDT-Tester (Coesfeld GmbH & Co.KG) в соответствии с ГОСТ 15088-83. Ударную вязкость образцов определяли на маятниковом копре CEAST 9050 (IMPACTOR II) в соответствии с ГОСТ 19109-84.

Из полученных результатов следует, что композиты на основе гомополимеров (РР1525J и РР1500J) и статистического сополимера (РР4345S) имеют не высокие значения ударной вязкости при комнатной температуре. Выявленный характер изменения ударной вязкости образцов при пониженных температурах позволил сделать вывод, что наименьшей морозостойкостью в этой группе обладают композиты на основе гомополимера РР1525J, наибольшей – сополимера РР4345S. Вторую группу образуют композиты на основе блок-сополимеров (PP9240К, PP9240М, PP8300G и PP8300N) с высокими значениями ударной вязкости.

Использование полиамфолита ПАФ-13А в качестве компаундирующего агента улучшает адгезию наполнителя с полимерной матрицей выбранных марок гомо- и сополимеров полипропилена.

Определение температур стеклования и плавления полимерных композитов на основе полипропилена различных марок осуществляли методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) с использованием дифференциального сканирующего калориметра DSC 204 F1 Phoenix (Netzsch, Германия).

Для всех изученных образцов было зафиксировано плавление полимерного компонента при температурах выше 150ºС. При температурах выше 200ºС наблюдалось термическое разложение (деструкция) образцов.

Таким образом, в результате выполненной работы:

– разработан способ получения древопластиков на основе полипропилена и древесной муки с высоким содержанием наполнителя (до 70 мас.%) с использованием полиамфолита ПАФ13А в качестве совмещающего агента;

– определены температуры стеклования, плавления, текучести и деструкции композитных материалов на основе разных марок полипропилена при различных степенях наполнения, полученным с применением дифференциальной сканирующей калориметрии в режиме термомодуляции.

Полученные композиты могут быть использованы для получения изделий различного назначения.

Работа выполнена при поддержке Минобрнауки РФ (ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы», ГК № 16.552.11.7008).

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТРИХЛОРАЛКИЛФОСФАТОВ НА МОРОЗОСТОЙКОСТЬ РЕЗИНЫ НА ОСНОВЕ БУТАДИЕН-НИТРИЛЬНЫХ КАУЧУКОВ

Интенсивное освоение районов Сибири и Крайнего Севера потребовало создания эластомерных материалов, которые могли бы надежно эксплуатироваться при низких температурах (до – 55ºС). Существует широкий круг резиновых изделий, для которых основным требованием, предъявляемым к резине, является морозостойкость. Более половины случаев выхода из строя машин и механизмов в этих условиях связаны с разрушением или потерей работоспособности резиновых уплотнительных деталей. Резины на основе бутадиеннитрильных каучуков с небольшим содержанием акрилонитрила, особенно СКН-18 ПВХ 30, в определенной степени приближаются к требованиям, предъявляемым к уплотнительным резинам, эксплуатирующимся в районах Крайнего Севера, сочетая удовлетворительную маслобензостойкость, хорошие технологические и физико-механические свойства. Однако нельзя ограничиться только использованием каучуков, эксплуатирующихся при низких температурах. Широко применимым приемом улучшения морозостойкости и физико-механических свойств резин является введение в их состав пластификаторов. Под пластификаторами подразумеваются вещества, главный эффект действия которых проявляется в снижении вязкости и температуры стеклования и улучшении морозостойких и эластических свойств резин. Наиболее эффективными пластификаторами резин являются сложные эфиры дикарбоновых кислот – себациновой, адипиновой, фталевой, используемые в основном составе морозостойких рецептур. К числу таких пластификаторов относится дибутилсебацинат (ДБС), использование которого экономически не выгодно из-за его высокой стоимости. Поэтому актуальной проблемой является возможность замены дорогостоящего ДБС на новые пластификаторы.

В настоящее время на рынке сырья появились новые пластификаторы трихлорэтилфосфат (ТХЭФ) и трихлорпропилфосфат (ТХПФ), выпускаемые на ОАО «Химпром» г. Новочебоксарск, которые улучшают эластические свойства и способны повышать морозостойкость полимерных материалов за счет входящих в их состав атомов хлора и фосфора.

Поэтому представляет интерес изучение эффективности использования ТХЭФ и ТХПФ в качестве пластификаторовантифризов в составе резины на основе бутадиен-нитрильных каучуков (БНК) для повышения их морозостойкости.