Диссертация (1090114), страница 12
Текст из файла (страница 12)
80х10х4мм)Ударная вязкость по Изоду, кДж/мпри +23 оС;при -40 оСГОСТГОСТ 11262-80ГОСТ 11262-80ГОСТ 11262-80ГОСТ 9550-71ГОСТ 9550-71Значение АSТМД6385045Д790Д6381002200Д6382300Д790Din4053453ГОСТ 4647-80600125ГОСТ 19109-84Д2562.4 Объекты и методы исследования2.4.1 Объекты исследованияДля выбора полимерной матрицы при создании ударопрочного пластикабылипроведеныкомплексныеисследованиясвойствотечественныхизарубежных марок ПК:- Макролон 3000, 3117, 3200, 2405 (Фирма Bayer, Германия);- Лексан 121, 141, 101 (Фирма Sabic Innovative Plastics);- отечественные марки ПК-1С, ПК-3С, ПК-4 (ТУ 6-05-1668-80), PC 007,РС 010U (ПАО «Казаньоргсинтез», г.
Казань).В таблице 2.3 представлены экспериментальные данные по ММ, ПТР ифизико-механическимсвойствамбазовыхмарокПК.Сопоставление,представленных в таблице 2.3 данных по свойствам зарубежных и отечественныхбазовых марок ПК показало, что отечественный ПК не уступает зарубежныманалогам. Показатели механических свойств (разрушающего напряжения прирастяжении, относительного удлинения при разрыве и ударной вязкости) для ПК74марки Макролон зависят от ММ.
Оптимальные показатели свойств достигаютсяпри ММ, равной 35 – 37 х 103. Дальнейшее увеличение ММ приводит кнекоторому снижению эластичности, а также к значительному возрастаниювязкости расплава, что затрудняет переработку и требует более высокихтемператур.Аналогичныйхарактеризменениямеханическихсвойстввзависимости от ММ имеет Лексан. Отечественный ПК с аналогичнымизначениями ПТР имеет уровень показателей ударной вязкости несколько ниже,чем Макролон. В таблице 2.3 также представлены данные по изменению физикомеханических свойств отечественного ПК с ПТР 8,4 г/10 мин после переработкиэкструзией.Установлено, что благодаря присутствию термостабилизатора в процессепереработкипридеструкции ПК.оптимальномтехнологическомрежименепроисходит75Таблица 2.3 - Технологические и физико-механические свойства зарубежных базовых марок и отечественногополикарбонатап/пХарактеристикаМарки и партии ПКМакролон1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.Молекулярнаямасса,ММх103ПТР, г/10 мин, (при Т=280оС, Р=2,16 кгс)Вязкость расплаваη х103, Па·с(при Т=280 оС,γ =10 с-1)Вязкость расплава х103,Па·с(при Т=280 оС, γ=100с-1)η 10/ η 100Предел текучести прирастяжении, МПаРазрушающее напряжениепри растяжении, МПаОтносительное удлинениепри разрыве, %Ударная вязкость, Шарпи,кДж/м2бр.(50х6х4)мм,литьевой надрезМодуль упругости прирастяжении, МПаИзгибающее напряжениепри изгибе, прогиб = 1,58h образца, МПаТемпература размягченияпри изгибе при σ =1,8МПа, оСЛексанПоликарбонат ПКПК-1Сп.2242ПК-2Сп.2465ПК-3Сп.374PC010UPC007UПК-4п.977ПК-4п.977послеэкструзии2405300031173200121141101ПК-1Сп.1040273528,33925,629,831,541,237,135,430,828,328,9--16,67,96,11,716,29,57,72,24,37,611,010,06,08,48,90,661,851,45,030,761,41,562,352,51,621,21,71,71,140,51,40-2,250,671,101,121,301,401,240,921,30-0,97-1,321,32-2,231,131,271,31,811,791,311,301,31-1,17-63,060,561,562,563,060,559,063,560,560,062,562,062,560,560,051,058,563,552,549,060,059,560,062,065,062,062,562,059,057,580951057580105110100100120110140115100100254530282331282632202225302723-240024002400--2400240024002400-2300240025002500---70,0--64,0-70,060,0--65,0-----127--12512312312112412512512212276По результатам проведенных исследований в качестве полимерной матрицыбыл выбран отечественный стабилизированный поликарбонат ПК с η =1,85х103Па·с при Т=280 оС, γ = 10 с-1 (марка РС 010U, ПАО «Казаньоргсинтез», г.Казань), который характеризуется высоким уровнем технологических и физикомеханических свойств.Дляпрактическойреализациитеоретическихположенийсозданияударопрочных пластиков были выбраны разные по природе, совместимости,вязкости и структуре исходные компоненты, различные модифицирующиедобавки, компатибилизаторы и стабилизаторы.При выборе эластичного полимерного модификатора для созданияударопрочных композиций исходили из следующих положений: локальнаяподвижность макромолекул полимера при низких температурах обусловливаетэластичность материалов при быстрых скоростях нагружения [12-13, 31]; междузначением ударной вязкости и вторичными переходами в полимере существуеткорреляция только в том случае, если соответствующие пики определяютподвижность фрагментов основной полимерной цепи [20, 90].
В связи с этим вкачестве модификаторов удара были выбраны эластичные низкомодульныеполимеры,имеющиеярковыраженныйпикмеханическихпотерьприотрицательных температурах. Этим требованиям отвечают полиэтилен (ПЭ) исополимеры этилена (табл. 2.4). В качестве объектов для повышения ударнойвязкости ПК использовали ПЭНП, ПЭВП, сополимеры этилена с акриловой иметакриловой кислотой, этилакрилатом, винилацетатом, пропиленом, бутеном-1(табл. 2.4), а также системы с более сложной структурой типа «ядро-оболочка» –графтсополимеры типа МБА-ГК, АБС-ГК (рис.2.5) и триблоксополимер стиролабутадиена-стирола (СБС), взятых в разных соотношениях.77Таблица 2.4 - Основные характеристики ПЭ и сополимеров этиленап/пПолимерОбозначениеХимическая формулаСодержаниесомономера, %Вязкостьрасплаваη х103,Па·с,(Т=280 оСγ =10 с-1)Вязкостьрасплаваη х103,Па·с,Т=280 оСγ =100 с-1η10/ η100Энергияактивациивязкоготечения,кДж/моль1.Полиэтиленвысокого давленияПолиэтиленнизкого давленияСополимер этиленас винилацетатомСополимер этиленас бутеном-1ПЭНП-СН2 – СН2--2,21,1229ПЭВП-СН2 – СН2--7,62,23,527СЭВ240,350,162,19463,56,52,13,125Сополимер этиленас пропиленомСЭП[-СН2 – СН2-]n [-СН2 –СН]mОСОСН3[-СН2–СН2-]n [-СН2–СН-]m|СН2-СН3[-СН2 – СН2-]n [-СН2 – СН-]m|СН3107,42,33,2332.3.4.5.СЭБ78От соотношения вязкостей компонентов смеси, как указывается в работе[12-13] зависит размер частиц дисперсной фазы.
Ниже представлены данные посоотношению вязкостей компонентов смесей (таблица 2.5).Таблица 2.5 - Реологические характеристики ПЭРеологические характеристики ПЭ и смеси ПК+ПЭПЭНП15803020ПЭНП10803020Вязкость расплава η х 103Па·с (при Т=280 оС, γ =10 c-1)0,560,782,212,5Соотношение вязкостей фаз ηПЭ / ηПК в смеси ПК+ПЭ0,300,421,26,8Модификаторытипа«ядро-оболочка»вПЭНПВМПЭ10214-003 Луполен(трубный) (Германия)качествеударопрочногокомпонента показали свою высокую эффективность. Структура модификаторовудара типа «ядро-оболочка» и использованные классы модификаторов удара типа«ядро-оболочка» представлены на рис.
2.5. На частицы каучука (бутадиеновогоТст= - 80оC, бутадиенстирольного Тст= - 60оC, бутилакрилатного Тст= - 45оC)прививается оболочка из сополимера стирола с акрилонитрилом (САН),полиметилметакрилата и др. Оболочка модификатора удара типа «ядро-оболочка»выполняет функцию компатибилизатора.Как правило, соотношение ядро: оболочка составляет – (70-80 масс.
%): (2030 масс. %). В данной работе использовали модификаторы удара с соотношением«ядро:оболочка» – 75 : 25 масс. %.АБС-ГКМБА-ГКСАН(оболочка)Полиметилметакрилат(оболочка)Бутилакрилатныйкаучук (ядро)оБутадиеновыйкаучук (ядро)Тст=-80оСТст=-45 Сб)а)Рис. 2.5 - Модификаторы ударопрочности, синтезируемые по технологии «ядрооболочка»: а) МБА-ГК - бутилакрилатный каучук-метилметакрилат (Тст = -45оС);б) АБС-ГК – бутадиеновый/бутадиенстирольный каучук-сополимер стирола сакрилонитрилом (Тст = -80оС)79В качестве объектов для повышения стойкости к растрескиванию ихимической стойкости смесей на основе ПК использовали сложные полиэфирыПБТФ и ПЭТФ и сополимер акрилонитрила, бутадиена и стирола – АБС разныхмарок и строения.Дляингибированияследующиереакциипереэтерификациифосфорорганическиебылииспользованысоединения:три(п-нонилфенил)пентаэритритдифосфит (иргафос 126), о-фенил-00-[2,2`-метиленбистринонилфенилфосфит(6-третбутил-4-метилфенил)]фосфит(старфор-11),(полигард),трифенилфосфит(фосклирР-36),этилгексилдифенилфосфит(фосклир Р-268), триизодецилфосфит (фосклир Р-310) и амиддифенилфосфорнойкислоты (ВТ-5).Ультранокс626(Борг-Уорнер,США)иIrganoxB900(CibaSpecialytiChemicals, Швейцария) использовали как в качестве ингибиторовреакциипереэтерификациивсмесиПК+ПАТФ,такивкачестветермостабилизаторов для смеси ПК+АБС.В работе применяли светостабилизаторы компании Ciba SpecialytiChemicals(Швейцария)-Тинувины,технологическиесмазки-тетрастеаратпентаэритрита Loxiol P861/3,5 и тристеарин.СмесиполимеровнаосновеПКполучалинасовременномкомпаундирующем оборудовании с разными системами комплектации (схема2.1), позволяющими варьировать силоскоростные и температурно-временныепараметры процесса смешения в широком диапазоне, регулировать смесительныйэффект и общую работу, затраченную на смешение.Композиции на основе ПК с полимерами-модификаторами получали накомплектных линиях на базе двухшнекового экструдера ZSK-28 (Dш = 28 мм,L/D = 25) фирмы Werner Pfleiderer, на базе двухшнекового экструдера ZE 50Ax48DUTXi (D ш = 54 мм, L/D = 48) фирмы Krauss Maffei - Berstorff Gmb, на базедвухшнекового экструдера Labtech Scientific типа LTE-20-40 фирмы LabtechEngineering Company LTD, на одношнековом экструзиометре SМ-30 (Dмн = 30 мм,L/D = 20) фирма Ru1h Schwabenthan.80Схема 2.1Технологическаясхемаполучениякомпозиционныхматериаловнаосновеполикарбоната812.4.2 Методы исследованияФазовые равновесия, диффузию, морфологию структуры в полимер –полимерных системах на основе ПК в широком диапазоне составов, температур ивременисмешениясканирующейиисследовалиметодамипросвечивающейоптическойэлектроннойинтерферометрии,микроскопии1.Методикипрепарирования образцов из смесей полимеров, создание высокотемпературнойдиффузионной ячейки и исследования структурной морфологии позволялиопределять структуру переходных зон, размеры фаз, их состав и областиобращения фаз.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
