Диссертация (1090114), страница 25
Текст из файла (страница 25)
Характеристики ПММА и используемых растворителейприведены в таблицах 3.5 - 3.7.1Автор выражает благодарность сотрудникам ФГУП ГНИИХТЭОС Федотовой Т.И., Власовой В.А., СмирновойК.Е. за проведение синтеза и предоставление образцов ТСК.165Таблица 3.5 - Технические характеристики ПММА марки Acrypet (Mitsubishi,Япония)Характеристики ПММАМетод испытания,условия испытанияМетод ГПХМолекулярная масса MwISO 11357-1-2Температура стеклования, °СISO 1133 (230ºС, 3,7N)Показатель текучести расплава, г/10 минISO 527 (50 мм/мин)Предел текучести при растяжении, МПаISO 527 (50мм/мин)Относительное удлинение при разрыве, %ISO 527 (1мм/мин)Модуль упругости при растяжении, МПа2Ударная вязкость по Шарпи, без надреза, кДж/м ISO 179/1eA (при +23 ºС)Ударная вязкость по Шарпи, с надрезом, кДж/м2 ISO 179/1eA (при +23 ºС)DIN 785Твердость по РоквеллуASTM D1003Светопропускание, %ISO 15184Твердость по карандашуЗначениепоказателя690001005,7до 80 МПа42330080885924НТаблица 3.6 - Технические характеристики хлорсодержащих растворителейНаименование показателяМассовая доля основного вещества, %Плотность при 200С, г/см3Температура кипения, 0С при 760 мм.рт.ст.Массовая доля воды, %, не болееМассовая доля кислот (НСI), не более, %Массовая доля органических примесей, %, не болееМассовая доля нелетучего остатка, %, не болееМассовая доля этанола, %Массовая доля альдегидов, в пересчете на уксусныйальдегид, %, не болеерастворительметилен- четыреххлорихлороформхлорид стый углерод99,399,899,851,4751,3271,4661,03976,50,060,020,0020,0010,00050,000050,0250,0010,0010,00010,70,0005-0,0001Таблица 3.7 - Технические характеристики этилцеллозольва (2 – этоксиэтанолаС4Н10О2) (ЭЦ), ЧДА, ЗАО «Экос-1» (Россия)Наименование показателяМассовая доля: 2-этоксиэтанола, %, не менее3Плотность при 20°С, г/смПоказатель преломленияТемпература кипения 0С при 760 мм.рт.ст.Массовая доля воды, % не болееМассовая доля кислот (в пересчёте на уксусную), %, не болееМассовая доля нелетучего остатка, %, не болееЗначениепоказателя99,520,9311,40701340,090,0050,005Стабилизаторы.
В качестве термостабилизаторов были использованынаиболее эффективные для ПК: Ультранокс 626 (Борг-Уорнер, США) и Ирганокс166B900 (CibaSpecialytiChemicals, Швейцария), представляющий синергическуюсмесь: 80% Иргафос 168 и 20% Ирганокса 1076. Эти термостабилизаторыуспешно применяются для производства термостабилизированных, а такжетермосветостабилизированных марок ПК.Светостабилизаторы.компанииВработеCibaSpecialytiChemicalsиспользовали(Швейцария)подсветостабилизаторыторговымназваниемТинувин: Тивинувин 234, Тинувин 350 и Тинувин 360.3.3.2 Методы исследованияХарактеристики наполнителей.Основные характеристики нанонаполнителей определяли по известнымметодикам (ГОСТ 21119).
Для нанонаполнителей параметр φm определяли всоответствие с методикой, разработанной в МИТХТ им. М.В. Ломоносова накафедре ХТПП и ПК [171].Методы оценки стойкости к механическим контактным повреждениямизделий из ПК.Для оценки качества твердых покрытий и полимерных изделийиспользуют специальный комплекс методик по определению твердости,стойкости к абразивному износу и царапанию.В настоящее время, существует несколько методов определенияабразивостойкости поверхности полимерных материалов и предлагаются новыеметодики [172].Метод определения стойкости к царапанию.Для испытаний на стойкость к царапанию была использована методикаFord Lab Test Metod FLTMBN 108-13, основанная на появлении царапины,оставляемой индентором на поверхности испытуемого образца - диска приопределенной нагрузке (Ркр).
На индентор (металлический шарик диаметром1 мм) действует нагрузка от 1 Ньютона (Н) до 8 Н c шагом в - 0,5 Н. В качествестандартных условий испытаний была выбрана скорость царапания 21 мм/с. Вэтих условиях размеры царапины стабильны, а коэффициент вариации не167превышает 5 %. Появление царапины на поверхности образца ПК фиксируется спомощью микроскопа МБС -1.Метод определения твердости поверхности по карандашу (ISO 15184).Для определения твердости поверхности образцов по карандашу былиспользован автоматизированный твердомер Elcometer 3086 фирмы ElcometerLimited, Великобритания.Грифели для карандаша используются компании KOHENOOR с набором потвердости от 6В до 9Н. Твердость поверхности образцов ПК по карандашуопределяли при нагрузке 7,5 Н, с использованием карандашей с нарастающейтвердостью по шкале: 6В, 5В, 4В,3В, 2В, В, HB, F, H, 2H, 3H, 4H, 5H, 6H, 7H, 8H,9H и 10H (в соответствии с ISO 15184).
За твердость материала принималитвердость карандаша, который оставил след (царапину, выбоину) на поверхностиобразца.Оценкуполученныхпокрытийнаабразивостойкость(потертость,выбеливание) проводили стальной шерстью №00 при нагрузке 7 Н в течение 10циклов.Определение оптических характеристик.В качестве измеряемых оптических характеристик определяли коэффициентсветопропускания (К) и индекс желтизны (G).Значение оптических характеристик образцов ПК определяли на прибореСпектротон 19 (Чирчикское ОКБА НПО «Химавтоматика») по ГОСТ 15875-80.Методики определения адгезии покрытия к подложке:1) Метод решетчатых надрезов по ISO 2409Для определения адгезии методом решетчатого надреза на образцах ПК спокрытием с помощью резака с 6 режущими кромками делали параллельные иперпендикулярные надрезы до подложки, длиной не менее 20 мм.
Расстояниемежду надрезами составляло 2 мм, при этом образуется решетка из одинаковыхквадратов со стороной квадрата 2 мм.После нанесения решётки поверхность образца его очищали кистью ототслоившихся кусков покрытия, на поверхность приклеивали липкую ленту (по168стандарту ISO 2409). После чего ленту отслаивали с поверхности образца, аадгезию покрытия к поверхности оценивали по пятибалльной шкале, согласноклассификации значений адгезии по ISO 2406.2)Метод определения адгезионной прочности между подложкой ипокрытием при сдвиге (ГОСТ 14759)Сущность метода заключается в определении разрушающей нагрузки прирастяжении склеенных внахлест образцов. Прочность при сдвиге определяли науниверсальной разрывной машине Instron 5582 (Великобритания), позволяющейпроводить испытания на растяжение и измерять нагрузки с погрешностью неболее ±1%.
Скорость движения зажимов машины составляла 10 мм/мин.При увеличении нагрузки фиксировали силу, при которой происходитразрушение склеенных внахлест образцов, определяли площадь контактасоединения и рассчитывали адгезионную прочность (σадг).Определение динамической вязкости растворов ПММА на вискозиметреБрукфильда.Определение динамической вязкости растворов ПММА проводили всоответствии с ГОСТ 15271-82 «Метод определения вязкости по Брукфильду».Допустимое отклонение вязкости от среднего значения не должнопревышать ± 1,0%.Исследование кинетики десорбции растворителя (сушки) из растворовПММА.Исследование кинетики десорбции растворителей из растворов ПММАпроводили на автомотизированном приборе Sartorius МА 100 (Германия).Температуру повышали от 20ºС до 180°С, а изменение массы образца во времениопределяли с точностью до 10-4 г.Термогравиметрический анализ (ТГА) образцов ТСК.В работе использовали термогравиметрический анализатор STA6000 (PerkinElmer, США).
Образцы ТСК, после удаления растворителя, подвергали ТГА прискорости нагревания 5°С/мин. Скорость потока газа составляла 50 мл/мин. За169температуру начала разложения материала (Тн), принимали точку на кривой ТГ,при которой образец начинает терять массу.Дифференциально сканирующая калорометрия образцов ТСК.Дифференциально сканирующую калорометрию (ДСК) проводили на наприборе DSC8500 (Perkin Elmer, США) в соответствии с ГОСТ 21553, скоростьнагрева 5°С/мин.Электронная микроскопия.Структуру покрытий и границы раздела фаз определяли с помощьюэлектронной микроскопии на микроскопе Philips EN301.
Реплики со сколаобразцов готовили по стандартной методике [173]. Травление образцовосуществляли в плазме высокочастотным кислородным разрядом, а затемнапыляли углерод. Для придания контраста под острым углом напыляли тяжелыйметалл - платину. Затем наносили 30% раствор желатина, сушили в течение сутоки снимали пленку с поверхности образца. Полученную пленку с репликойотмывали в горячей воде, затем реплику помещали на опорную сетку, котораяиграет роль держателя образца для микроскопа и фиксировали структуруповерхности.Определение свойств поверхности методом наноиндентирования.Исследование характеристик поверхности образцов проводили с помощьюсканирующего нанотвердомера «НаноСкан-3D» [174-177]. Чувствительнымэлементом прибора является пьезорезонансный датчик-кантилевер камертоннойконструкции с высокой изгибной жёсткостью консоли (порядка 20 кН/м).Особенность конструкции датчика позволяет реализовать в одном приборе сразунесколько методик: измерение рельефа поверхности в полуконтактном режимесканирующейзондовойхарактеристик(твердости,микроскопии,модуляизмерениеупругостиЮнгафизико-механическихидр.)методаминаноиндентирования (в соответствии с ISO 14577) и силовой спектроскопии [175].На данном приборе может быть реализована методика измерения микротвердостиметодом склерометрии (нанесение и анализ профиля царапин) с постоянной илипеременной нормальной нагрузкой с последующим сканированием поверхности в170области индентирования и нанесения царапин [175-177].
В качестве наконечниказонда используется трёхгранная алмазная пирамида Берковича с углом привершине между гранью и высотой 65°. Эффективный размер острия инденторасоставлял 100 нм.Светостойкость и светостарение образцов на основе ПК.Ускоренное старение образцов нанокомопзитов и ПК с защитнымсилоксановым покрытием и без него проводили под ртутной лампой ДРТ-1000.В пределах горизонтальной рабочей площадки размещали образцы изделийдиаметром 100 мм, перпендикулярной вертикальной оси, проходящей черезгеометрический центр лампы ДТР-1000, неравномерность энергетическойосвещенности не превышает 10%.Стандартные испытания по светостойкости образцов ПК с покрытием и безнего проводили в камере Suntest XXL+ (Atlas, США) в течение 500 часов (ГОСТ9.401-91).Для образцов до и после облучения измеряли оптические показатели(коэффициент светопропускания, индекс желтизны).
По полученным даннымсудили о светостарении образцов.3.4.Исследованиевлияниянанонаполнителейнаабразивостойкостьповерхности и оптические характеристики литьевых и экструзионныхизделий из поликарбонатаОдним из современных способов модификации свойств полимеров, какбыло показано в обзоре научно-технической и патентной литературы, являетсясоздание нанокомпозиционных полимерных материалов. Интерес к нимобусловлен возможностью придания новых эксплуатационных свойств посравнению с исходными полимерами и традиционными дисперсно-наполненнымиполимерными композиционными материалами (ДНПКМ).Вкачественаполнителейдляполучениядисперсно-наполненныхнанокомпозитов (ДННК) в данной работе использовали нанонаполнители на171основе SiO2 разных марок – Aerosil R812, R7200, R9200, OX-50 и на основе Al2O3 Aeroxide AluC фирмы Evonic Industries AG (Германия).Композиты на основе ПК готовили различными методами, в том числе,смешением в расплаве на компаундерах с высокими значениями параметраобобщенной деформации сдвига (более 1500 ед.), после чего отливали образцы натермопластавтоматемаркиAllorounder320K700250(фирма«ArburgMaschinenfabrik Hehl & Sohne», Германия).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
