Модификация ударной прочности полимерных материалов - WEBSITE X5 UNREGISTERED VERSION - Новые Полимерные Технологии

Одно из применений компатибилизаторов - увеличение ударной прочности полимерного материала. Эластичная фаза модификатора, совмещенного с полимером, обеспечивает равномерное распределение и демпфирование энергии удара, благодаря чему модифицированные полимерные материалы выдерживают более высокую ударную нагрузку.

      Малеинизированные полимеры на основе этиленпропиленового каучука (СКЭПТ) или ПО-эластомера применяют для увеличения ударной прочности и морозостойкости полиамида и полипропилена. Эффект действия этих модификаторов в полиамиде значительно усилен за счет наличия в нем привитых функциональных групп, которые образуют прочные связи с активными группами полярного полиамида (рис. 2).

Рис. 2. Схема образования связей (1) между частицами (2) малеинизированного модификатора ударной прочности и полярной полимерной матрицей (3).

Следует отметить, что введение немодифицированного СКЭПТ (или ПО-эластомера) в полиамид не дает большого эффекта, так как они не имеют термодинамического сродства с полиамидом и, кроме того, представляют собой неполярные соединения. Поэтому при их совмещении с полиамидом на границе раздела фаз прочные связи не образуются. Образование же прочных связей малеинизированного СКЭПТ с полиамидом предотвращает их расслоение, в результате чего существенно увеличивается ударная прочность полиамида (рис. 3).

      Кроме того, с уменьшением среднестатистического размера частиц модификатора увеличивается их удельная поверхность и соответственно увеличивается общая площадь поверхности межфазного взаимодействия, благодаря чему усиливается и модифицирующий эффект (при условии обеспечения равномерного распределения частиц модификатора в основном полимере и достаточно полного их контакта). Поэтому, для того чтобы в полной мере реализовать возможности компатибилизаторов, необходимо на стадии компаундирования обеспечить высокую степень их диспергирования в полимерной матрице.

      Таким образом, введение компатибилизатора на основе СКЭПТ в полиамид позволяет получать ударопрочные композиции с разным уровнем стойкости к удару и разного назначения. Так, например, введение 10 - 15 масс.%  такого модификатора в ПА6 повышает его ударную вязкость (по Изоду с надрезом) в 10 - 15 раз, и она достигает уровня ударопрочных композиций (450 - 650 Дж/м2). При этом, возрастает и эластичность полиамида, характеризуемая деформацией при разрыве, и полученные изделия более надежны при эксплуатации. Хотя прочность при растяжении и изгибе несколько уменьшаются, но их величины сохраняются на уровне  значений, присущих конструкционным полимерным материалам (более 55 МПа при растяжении и 70 МПа при изгибе).

      Также важно отметить, что введение такого компатибилизатора повышает ударную прочность полиамида на деталях с надрезом, которая у немодифицированных полиамидов сравнительно невысока. При этом, значение ударной вязкости становится менее чувствительным к параметрам надреза, чем у исходного полимера. Поэтому детали, полученные из ударопрочных композиций с малеинизированным сополимером, выдерживают высокие ударные нагрузки, даже если на них есть поверхностные дефекты.

      Привитые сополимеры на основе линейного полиэтилена, содержащие функциональные группы глицидилметакрилата, предназначены для модификации полибутилентерефталата (ПБТ) и полиэтилентерефталата (ПЭТ) и, кроме того, позволяют более эффективно использовать отходы бутылочного ПЭТ. Это особенно важно в настоящее время, когда интенсивно возрастают объемы применения бутылочного ПЭТ в производстве различных бутылей и емкостей, предназначенных для хранения жидких продуктов.

      Использование вторичного ПЭТ в виде флексов (чешуек измельченных бутылок после их отмывки) затруднено из-за того, что ПЭТ во флексах существенно деструктирован после прохождения нескольких предшествующих стадий: литья преформ, их выдува, эксплуатации бутылок на свету, отмывки использованных бутылок на заводах специальными растворами. Так, например, ударная вязкость (по Шарпи без надреза) первичного ПЭТ достаточно высока и составляет 97 кДж/м2 и более, а для ПЭТ в виде флексов её значение снижается до 45 - 60 кДж/м2. После переработки флексов на двухшнековых экструзионных машинах в целях получения гранулированного ПЭТ и композиций на его основе, ударная вязкость может уменьшиться еще больше и в случае недостаточной предварительной сушки, составлять всего 10 - 15 кДж/м2. Поэтому, применение рассматриваемых компатибилизаторов для увеличения ударной вязкости вторичного ПЭТ.

Предыдущая страница                Следующая страница

Наверх