166228 (685447), страница 4
Текст из файла (страница 4)
2-ой ПАВ: оксиалкиловый спирт (смесь оксиэтил и оксипропил);
3-ий ПАВ: четвертичная соль амино-производная.
Таким образом, проведенные исследования показали, что в случае ПА-548, наибольшее заметное улучшенное смачивание наблюдалось в композиции с 50%-ным содержанием ПБТ, а также в некоторых случаях и с 20%-ым содержанием ПБТ.
В случае ПЭВД исследования показали, что наиболее высокие значения краевых углов смачивания наблюдались, когда сами гранулы были обработаны третьим ПАВ-ом.
Существуют различные методы измерения адгезионной прочности. В зависимости от метода испытания за меру прочности адгезионного соединения могут быть приняты сила, энергия или время. Наиболее распространены методы неравномерного отрыва (отслаивания, расслаивания). Они позволяют выявить колебания в значениях адгезионной прочности на отдельных участках испытуемого образца. Кроме того, эти методы дают достаточно хорошую воспроизводимость результатов и довольно просты. Предположение об одновременном нарушении связи между адгезивом и субстратом по всей площади контакта ( лежащие в основе методов равномерного отрыва и сдвига) не всегда является правильным, так что усилие отрыва или сдвига, отнесенное к площади отрыва, можно рассматривать только как приближенную характеристику адгезионной прочности [2].
В данной работе наиболее удобным методом для изучения взаимодействия в исследуемых системах был метод расслаивания. Однако, все материалы на основе ПА имели высокую адгезионную прочность, при этом расслаивания не происходило, а разрушалась подложка (бумага или стеклоткань).
Поэтому этим методом оценить влияние ПБТ и ПАВ на адгезионную прочность в системах бумага – полимер, стеклоткань – полимер не представлялось возможным. Однако при исследовании ПЭВД метод расслаивания оказался успешным. Как видно из таблицы 4, лучшая прочность наблюдалась на чистом ПЭВД.
Таблица 4
Прочностные характеристики полиэтилена, модифицированного ПАВ-ами
№ | Образцы | ПЭВД | Пленка, пропитанная 10%-ным раствором ПАВ | ||
1-ый ПАВ | 2-ой ПАВ | 3-ий ПАВ | |||
,МПа | , МПа | , МПа | , МПа | ||
1 | Стеклоткань I | 0,86 | 0,64 | 0,48 | 0,42 |
2 | Бумага 70 Ом | 0,63 | 0,43 | 0,47 | 0,29 |
Достаточно часто для повышения адгезионной прочности, ПЭ подвергают окислению. Как нам удалось показать, после обработки KMnO4 композиты на основе ПЭ имели высокую прочность и не расслаивались. Данные по окисленному ПЭ внесены в таблицу 5.
Таблица 5
Прочностные характеристики окисленного полиэтилена
№ | Образцы | Чистый ПЭВД | Окисленная пленка из ПЭВД |
,МПа | , МПа | ||
1 | Стеклоткань I | 0,86 | 1,79 |
2 | Бумага 70 Ом | 0,63 | не расслаивается |
3 | Бумага 270 Ом | не расслаивается |
Из приведенных в таблице 5 данных видно, что на стеклоткани I адгезионная прочность повысилась, а на бумаге с различным сопротивлением образцы не расслаивались. Это говорит о том, что имеет место высокая адгезионная прочность.
Так как не удалось оценить адгезионную прочность методом расслаивания на чистом и модифицированном полиамиде, был использован метод вырыва волокна.
Считается, что при максимальной толщине пленки наблюдается минимальная адгезионная прочность в системе полимер – волокно, из-за возникновения внутренних напряжений. В данной работе такой зависимости обнаружено не было.
Вероятно, что для систем на основе термопластов внутреннее напряжение играет меньшую роль.
Из данных, приведенных в таблице 6, видно, что введение ПБТ приводит к уменьшению прочности вырыва волокна.
Для композиции на основе ПЭВД исследования показали, что прочность на чистом ПЭВД лучше, чем для композиции на основе окисленного ПЭВД.
Таблица 6
Вырыв волокна
№ | чистый ПА | Смесь ПА +10% ПБТ | Смесь ПА +20% ПБТ | Смесь ПА +50% ПБТ | ПЭВД | Окисленный ПЭВД | ||||||||
Толщи на, мм | , МПа | Толщи на, мм | , МПа | Толщи на, мм | , МПа | Толщи на, мм | , МПа | Толщи на, мм | , МПа | Толщи на, мм | , МПа | |||
1 | 0,49 | 5,11 | 0,47 | 11,13 | 0,49 | 10,68 | 0,63 | 5,78 | 0,67 | 4,41 | 0,46 | 2,47 | ||
2 | 0,58 | 22,36 | 0,46 | 2,47 | 0,61 | 1,12 | 0,70 | 13,32 | 0,62 | 13,94 | 0,41 | 14,98 | ||
3 | 0,54 | 16,01 | 0,50 | 8,64 | 0,55 | 2,48 | 0,67 | 12,22 | 0,59 | 5,39 | 0,51 | 9,81 | ||
4 | 0,58 | 21,18 | 0,37 | 35,04 | 0,73 | 10,59 | 0,69 | 10,22 | 0,52 | 16,19 | 0,53 | 12,0 | ||
5 | 0,37 | 7,99 | 0,44 | 4,14 | 0,62 | 1,10 | 0,69 | 10,55 | 0,60 | 4,93 | 0,46 | 3,96 | ||
6 | 0,57 | 24,34 | 0,40 | 8,53 | 0,53 | 3,43 | 0,65 | 7,35 | 0,57 | 8,38 | 0,51 | 1,78 | ||
7 | 0,54 | 15,59 | 0,38 | 9,58 | 0,54 | 5,48 | 0,59 | 13,11 | 0,59 | 1,54 | 0,65 | 4,53 | ||
8 | 0,69 | 36,92 | 0,47 | 27,10 | 0,55 | 21,51 | 0,62 | 14,31 | 0,66 | 4,48 | 0,45 | 6,57 | ||
9 | 0,65 | 3,49 | 0,45 | 22,24 | 0,64 | 6,04 | 0,67 | 12,56 | 0,58 | 15,29 | 0,48 | 8,0 | ||
10 | 0,70 | 15,27 | 0,40 | 13,65 | 0,49 | 0,93 | 0,64 | 9,24 | 0,46 | 8,41 | 0,49 | 4,1 | ||
11 | 0,51 | 12,04 | 0,44 | 9,82 | 0,70 | 6,82 | 0,63 | 10,11 | 0,49 | 1,86 | 0,36 | 7,58 | ||
12 | 0,66 | 16,89 | 0,46 | 10,88 | 0,61 | 19,76 | 0,65 | 12,25 | 0,52 | 5,69 | 0,58 | 4,7 | ||
XСР | 16,43 | 13,60 | 7,49 | 10,92 | 7,54 | 6,7 |
Так как нам не удалось прямым методом оценить адгезионную прочность в системах бумага – полимер, стеклоткань-полимер, мы оценивали композиционные материалы по прочности готовой композиции. Полученные результаты представлены в таблице 7 и на рис.2, 3 .
Таблица 7
Прочностные характеристики композиций
№ | Образцы | Исходный материал | ПА + 10%ПБТ | ПА + 20%ПБТ | ПА + 50%ПБТ | Чистый ПА | ПЭВД | ||||||||||||
,МПа | ,% | ,МПа | ,% | ,МПа | ,% | ,МПа | ,% | ,МПа | ,% | ,МПа | ,% | ||||||||
1 | Стеклоткань I | 31,73 | 8,1 | 84,65 | 8,5 | 193,79 | 5,6 | 133,51 | 4,6 | 19,54 | 8,8 | 144,16 | 7,4 | ||||||
2 | Стеклоткань II | 103,84 | 8,7 | 253,18 | 8,8 | 173,79 | 4,8 | 167,72 | 5,5 | 35,48 | 7,8 | 172,97 | 8,0 | ||||||
3 | Бумага 30 Ом | 28,53 | 7,1 | 26,92 | 7,2 | 60,39 | 3,5 | 46,85 | 3,8 | 24,06 | 4,6 | 49,68 | 6,4 | ||||||
4 | Бумага 70 Ом | 28,45 | 7,9 | 39,54 | 6,3 | 63,12 | 3,5 | 46,43 | 4,1 | 75,11 | 6,2 | 33,41 | 6,4 | ||||||
5 | Бумага 140 Ом | 41,77 | 8,3 | 30,87 | 6,2 | 84,73 | 4,2 | 41,19 | 4,0 | 34,01 | 5,1 | 66,25 | 7,2 | ||||||
6 | Бумага 270 Ом | 43,12 | 7,7 | 50,91 | 6,4 | 53,76 | 3,6 | 44,77 | 3,3 | 17,08 | 7,9 | 49,07 | 6,3 | ||||||
7 | Пленка | 15,48 | 27,67 | 23,49 | 1,56 | 12,56 | 1,94 | 28,09 | 243,3 | 15,30 | 567,56 |
Из графиков зависимостей, приведенных на рис.2, можно видеть, что максимальную прочность имеет система на основе ПА + 20% ПБТ. Дальнейшее увеличение содержания ПБТ не приводит к улучшению прочностных характеристик, что вероятно обусловлено понижением когезионной прочности самого полимера.