LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Легка промисловість → Розробка технології нових тонковолокнистих матеріалів на основі компатибілізованих сумішей полімерів

ніж індивідуальні добавки. Це проявляється в тому, що розплави ПП/СПА з добавками СЕВА/ПЕГ характеризуються максимальною прядомістю: 13100 % проти 5500 % для розплаву бінарної суміші ПП/СПА. Покращення процесу волокноутворення для сумішей ПП/СПА/СЕВА/ПЕГ підтверджується зростанням величини розбухання екструдату від 5,3 для вихідної бінарної суміші до 7,4 для чотирьохкомпонентної.

Результати кількісного дослідження мікроструктури екструдатів показали, що введення в суміш добавок ПЕГ та СЕВА/ПЕГ покращує волокноутворення в сумішах ПП/СПА. Останнє виражається в зменшенні середнього діаметру ПП мікроволокон, збільшенню їх кількості. З точки зору реалізації специфічного волокноутворення оптимальний вміст ПЕГ в суміші складає 1,0 мас. % (середній діаметр волокон безперервної довжини становить 2,1мкм). При збільшенні вмісту ПЕГ до 5,0 мас. % волокноутворення погіршується: зростає середній діаметр волокон та зменшується їх відсоток в суміші, що пояснюється можливою пластифікуючою дією добавки на розплав ПП.

Дослідження впливу поліетиленгліколю на гігроскопічність ПП мікроволокон показали, що ПЕГ виступає і як компатибілізатор, сприяючи збільшенню ступеню диспергування полімеру дисперсної фази в сумішах ПП/СПА, і як агент, який підвищує гігроскопічність ПП мікроволокон (табл.2). Останнє пояснюється тим, що ПЕГ при екструзійному способі змішування знаходиться переважно в структурі ПП мікроволокон, забезпечуючи пролонговану підвищену гігроскопічність.

Результати дослідження впливу добавок ПЕГ на в'язкість розплавів сумішей ПП/СПА складу 50/50 мас. % свідчать про значний вплив навіть малих кількостей поліетиленгліколю в суміші (рис.5). Відомо, що у випадку реалізації специфічного волокноутворення, в'язкість розплаву суміші падає. З іншого боку, специфічні

Таблиця 2

Гігроскопічність ПП мікроволокон, сформованих з сумішей ПП/СПА складу 30/70 мас. % з добавкою ПЕГ


Вміст добавки, мас. %

Гігроскопічність, %

0

0,1

0,5

1,6

1,0

1,8

3,0

2,7

5,0

3,4


взаємодії завжди структурують розплав та підвищують його в'язкість. З рисунку 5 слідує, що введення навіть 0,5 мас. % ПЕГ значно (в 2 – 3 рази) зменшує в'язкість розплаву суміші ПП/СПА. Для співвідношення полімерів в суміші ПП/СПА 50/50 мас. % порівняно з сумішшю 30/70 мас. % в 1,7 рази збільшується вміст ПП, а значить і число мікроволокон. Цим і пояснюється різке зменшення в'язкості розплаву ПП/СПА складу 50/50 мас. %. Крім того, ПЕГ здатен проявляти пластифікуючу дію на розплав суміші. Максимум на кривих можна пояснити превалюванням специфічних взаємодій між макромолекулами ПЕГ та СПА на межі поділу фаз. При подальшому збільшенні вмісту ПЕГ в суміші, найвірогідніше, ефект пластифікаціїпосилюються.








Рис. 5. Залежність в'язкості розплавів сумішей ПП/СПА складу 50/50 мас. % від вмісту ПЕГ при τ 10 -4 Па : 2,72 (1); 4,2 (2); 5,69 (3)

Результати дослідження величини розбухання екструдату компатибілізованих сумішей ПП/СПА свідчать про збільшення величини "В" з введенням добавки ПЕГ. Максимум величини "В" приходиться на діапазон концентрацій ПЕГ від 1,0 до 3,0 мас. %.

В результаті виконаних досліджень мікроструктури компатибілізованих сумішей ПП/СПА в області зміни фаз вперше показана можливість реалізації волокноутворення ПП при введенні ПЕГ та бінарної суміші компатибілізаторів СЕВА/ПЕГ (табл.3).


Таблиця 3

Вплив добавок на структуроутворення в сумішах ПП/СПА складу 50/50


Вміст добавки, мас. %

Безперервні волокна

Короткі волокна

Частинки

Плівки,

% числ.

ЗТВО, % числ.

СЕВА

ПЕГ

đ, мкм

% числ.

đ, мкм

% числ.

đ, мкм

% числ.



Без добавок

Шарова структура

0

0,5

Переважно шарова структура

0

1,0

3,5

54,8

1,7

14,6

2,4

22,0

5,4

3,2

0

3,0

5,1

60,6

2,0

11,0

3,1

14,8

12,0

1,6

0

5,0

8,2

35,2

3,2

16,0

3,5

26,8

5,2

16,8

0,5

0,5

5,7

40,2

2,6

16,6

3,8

20,6

5,4

17,2

1,0

1,0

3,5

56,2

2,0

15,2

3,3

15,8

5,4

7,4

5,0

5,0

4,3

53,4

2,3

16,0

3,1

16,4

6,0

8,2

10,0

3,0

4,2

45,2

2,6

18,8

3,9

18,4

6,2

11,4


Для розкриття механізму дії компатибілізаторів на фізико-хімічні явища при течії розплавів сумішей ПП/СПА досліджували процеси розпаду рідинних струменів ПП в матриці СПА. Результати оброблені згідно з теорією Томотіки з визначенням часу розпаду (часу життя tж) струменю, довжини хвилі руйнівного збурення (λm) та величини міжфазового натягу (γαβ) (табл.4). Аналіз отриманих даних свідчить про те, що механізм дії компатибілізатору ПЕГ та його сумішей з СЕВА пов'язаний зі зниженням міжфазного натягу від 2,6 до 0,7 мН/м. Ефективність компатибілізації зростає при використанні бінарних сумішей добавок.

Таблиця 4

Результати визначення міжфазового натягу за кінетикою розпаду ПП мікроволокон в матриці СПА


Склад суміші, мас. %

Вміст добавки,

мас. %

R,

мкм

2πR/λm

tж,с

tж/R,

с/мкм

γαβ,

мН/м

ПП

СПА

СЕВА

ПЕГ






30

70

Без добавок

1,