Поливинилхлоридные композиции, модифицированные олигомерными органосилоксанами, для высокоскоростных процессов переработки (1090941), страница 19
Текст из файла (страница 19)
на 100 м.ч. ПВХРисунок 35. Зависимость прочности при растяжении образцов из ПВХ композиций отсодержания органосилоксана САГ-14. Содержание наполнителя: 1 - 0 м.ч., 2 - 20 м.ч., 3 - 40м.ч., 4 - 60 м.ч., 5 - 80 м.ч., 6 - 100 м.ч.Наполнитель: (а) мел; (б) шунгит; (в) диатомит; (г) цеолит.Изэтихзависимостейследует,чтоприувеличениисодержанияорганосилоксана САГ-14 в композициях с мелом прочность практически не134изменяется (рисунок 35 а). В тоже время для других наполнителей наблюдаетсянекоторое уменьшение этого показателя при увеличении наполнения.
Так жеможно отметить более значительное уменьшение прочности образцов прииспользовании шунгита, цеолита, диатомита, чем при использовании в качественаполнителя мела. И это при том, что мел более дисперсный наполнитель. Такоеповедение может быть объяснено гидрофобизацией поверхности мела, котораяспособствуетнаполнителя.уменьшениюТакимсклонностиобразом,структураобразованияагрегатовчастицкомпозицииоказываетсяменеедефектной, что и приводит к сохранению прочностных качеств.На рисунке 36 представлены зависимости относительного удлинения приразрыве образцов композиций от содержания САГ-14 для композиций сразличными наполнителями.
Эти зависимости являются более сложными похарактеру хода кривых зависимостей. Для композиций, не содержащих САГ-14,увеличение количества наполнителя приводит к монотонному снижениюдеформационных способностей. Причем, композиции с мелом показываютнаименьшее влияние наполнителя на этот показатель, что может быть объяснено,как и в случае с прочность, обработкой поверхности мела стеариновой кислотой.Однакопривведенииорганосилоксановойдобавкиситуациянесколькоизменяется. Композиция, содержащая 20 м.ч. (9 % об.) мела, показываетзначительный рост удлинения при разрыве (рисунок 36 а, зависимость 2) приведении САГ-14.
В целом, наблюдается общая тенденция к увеличениюспособности к деформации композиций при росте содержания органосилоксанаСАГ-14, для всех степеней наполнения. Данное утверждение справедливо длякомпозиций с мелом и шунгитом. При наполнении диатомитом или цеолитом,при введении САГ-14, роста относительного удлинения при разрыве ненаблюдается (рисунок 36 в и г).135а70260350144030205106Относительное удлинениепри разрыве, %Относительное удлинениепри разрыве, %8000,250,50,751Содержание органосилоксанаСАГ-14, м.ч. на 100 м.ч. ПВХ50454035302520151050б12340в1234Относительное удлинениепри разрыве, %Относительное удлинениепри разрыве, %0504540353025201510500,250,50,751Содержание органосилоксанаСАГ-14, м.ч.
на 100 м.ч. ПВХ5045403530252015105000,250,50,751Содержание органосилоксанаСАГ-14, м.ч. на 100 м.ч. ПВХг12300,250,50,751Содержание органосилоксанаСАГ-14, м.ч. на 100 м.ч. ПВХРисунок 36. Зависимость относительного удлинения при разрыве образцов из ПВХкомпозиций от содержания органосилоксана САГ-14. Содержание наполнителя: 1 - 0 м.ч., 2 20 м.ч., 3 - 40 м.ч., 4 - 60 м.ч., 5 - 80 м.ч., 6 - 100 м.ч.Наполнитель: (а) мел; (б) шунгит; (в) диатомит; (г) цеолит.По всей видимости, последнее связано, с уже упоминавшийся, адсорбциейорганосилоксананаповерхноститвердогонаполнителя.Сорбированныйорганосилоксан способствует уменьшению взаимодействия наполнителя иполимерной матрицы, что облегчает деформацию системы, но способствуетуменьшению прочности. Эти не противоречат современным представлениям обобработке поверхности наполнителя. Известно [248], что наполнители собработанной поверхностью облегчают деформацию материала по сравнению с136необработанными наполнителями.
Это связанно с уменьшением работы адгезииполимера при смачивании поверхности частичек [246]. Таким образом,объясняетсяиуменьшениепрочностикомпозиций(рисунок34)прииспользовании органосилоксана.Отсутствие влияния САГ-14 на относительное удлинение при разрыве вкомпозициях с диатомитом и цеолитом можно объяснить более высокойдисперсностью, по сравнению с шунгитом, а также пористой структурой этихнаполнителей (глава 2). Органосилоксан сорбируется внутри пор частичек иливнутри агломератов, поверхность которых не взаимодействует с полимером. Этоприводит к выводу из зоны деформации части добавки, не давая ей проявить себя.Участки макромолекул ПВХ сорбируются на поверхности наполнителя так же,как и в случае отсутствия добавки.Также отдельно следует упомянуть композиции с мелом.
В них сорбцияорганосилоксана на поверхности частиц затруднена из-за обработки стеариновойкислотой. Поэтому можно предположить образование второго сорбционного слояу поверхности мела из молекул САГ-14, а также сорбцию органосилоксана наместах дефектов обработки наполнителя (рисунок 34 а), что не будетсущественным образом уменьшать прочность композиции. При этом можноожидать увеличение равномерности распределения наполнителя по объѐмуматрицы, что также приведет к увеличению деформируемости материала.На рисунке 37 приведены зависимости ударной вязкости образцовкомпозицийотсодержанияСАГ-14дляразличныхнаполнителей.Дляненаполненных композиций данные не приводятся, так как образцы неразрушались при ударе.
Не смотря на то, что введение органосилоксана САГ-14способствует незначительному увеличению ударной вязкости, в целом большеевлияние оказывает содержание наполнителя в композиции. При его увеличенииударная вязкость резко падает. Такое поведение характерно для всехрассмотренных наполнителей.13735а40351302253201510455Ударная вязкость, кДж/м2Ударная вязкость, кДж/м24503025201151025300300,250,50,751Содержание органосилоксанаСАГ-14, м.ч.
на 100 м.ч. ПВХ012в2512015210350Ударная вязкость, кДж/м2Ударная вязкость, кДж/м2б0,250,50,751Содержание органосилоксанаСАГ-14, м.ч. на 100 м.ч. ПВХг10186422000,250,50,751Содержание органосилоксанаСАГ-14, м.ч. на 100 м.ч. ПВХ00,250,50,751Содержание органосилоксанаСАГ-14, м.ч. на 100 м.ч. ПВХРисунок 37. Зависимость ударной вязкости образцов из ПВХ композиций от содержанияорганосилоксана САГ-14. Содержание наполнителя: 1 - 20 м.ч., 2 - 40 м.ч., 3 - 60 м.ч., 4 - 80м.ч., 5 - 100 м.ч.Наполнитель: (а) мел; (б) шунгит; (в) диатомит; (г) цеолит.3.1.2 Заключение к разделу 3.1Большое влияние на технологические и эксплуатационные харакетристикиисследованных наполненных систем оказывает природа наполнителя и обработкаповерхности наполнителя (гидрофобизации) на свойства композитов.
Дляповышения эффективности новой смазки САГ-14 в наполненных композицияхцелесообразно применять либо низкодисперсные наполнители, либо применять138наполнители с обработанной поверхностью. Таким в нашем случае является мел,гидрофобизированный стеариновой кислотой.Наиболее важными процессами, на которые надо обращать внимание это:образование отдельной фазы органосилоксана в матрице полимера и награнице полимер-металл;адсорбция органосилоксана на поверхности наполнителя, в местахнепосредственно контакта полимера и поверхности наполнителя;адсорбция органосилоксана внутри агломератов наполнителя и егопорах;образование переходных слоев полимер-наполнитель;химические реакции на поверхности наполнителя (цеолита)Все эти процессы влияют на смешение, течение и механические свойстваПВХ композиций. В зависимости от вклада каждого из них реализуется та илииная картина происходящих явлений.Использованиеолигомерногоорганосилоксанаспротяженнымиалкильными радикалами САГ-14 способно приводит к следующим эффектам:замедление времени пластикации композиций;уменьшение эффекта саморазогрева;уменьшение вращающих моментов на оборудовании при переработке(при пластикации в материальном цилиндре экструдера);увеличениескоростиистечениякомпозицийзасмазывания(течениерасплававперерабатывающегооснасткесчетоборудования);некоторое улучшение механических характеристик материала.внешнего1393.2 Поливинилхлоридные композиции, модифицированные олигомерныморганосилоксановым гидридомВ главе 1.2.4 отмечено, что гидридные группировки в кремнийорганическихсоединениях способны оказывать стабилизирующее действие на ПВХ.
Поэтомунами были проведены исследования влияния на термическую стабильность ПВХкомпозиций модифицированного органосилоксана с гидридными группами СГГ30, строение которого выражается формулой (126).(126)Составы исследуемых композиций представлены в таблице 36.Таблица 36. Композиции на исследование стабильностиПВХ композиций в динамическом режимеКомпонентСодержание, м.ч.К1К2К3К4К5ПВХ100100100100100ТОСС11111СГГ-3000,511,52На рисунке 38 приведены пластограммы, полученные при смешениикомпонентов этих композиций на смесителе Брабендера. На основании этихзависимостей были рассчитаны времена динамической термостабильности –время, при котором наблюдается увеличение установившихся крутящих моментовнавалусмесителя.Вэтотмоментначинаетсяинтенсивныйпроцессструктурирования полимера, приводящий к увеличению вязкости расплава.140600600аб11500500400Крутящий моментКрутящий момент23300200423002005100310005400510Время, мин40015200400в1350510Время, минКрутящий момент20031504532502001501001005050000510Время, мин1520450510Время, мин15Рисунок 38.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
