LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

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

8

0,69

90

50,6

2,6

30

70

0

3,0

2,0

0,85

120

60,3

2,0

30

70

0,5

0,5

1,4

0,58

90

64,8

1,3

30

70

5,0

5,0

1,5

0,56

130

89,0

0,8

50

50

0

1,0

1,5

0,68

150

100

1,0

50

50

0

3,0

1,3

0,48

120

92,3

0,8

50

50

0,5

0,5

1,1

0,56

120

106,2

0,7

50

50

5,0

5,0

1,1

0,48

120

113,2

1,0


Обробка експериментальних даних з в'язкісних властивостей сумішей ПП/СПА, компатибілізованих поліетиленгліколем, свідчить про задовільну інваріантність залежності в'язкості від швидкості зсуву в приведених координатах Виноградова - Малкіна від вмісту добавки (рис.6, 7). Це дає змогу стверджувати, що релаксаційні спектри бінарних та потрійних сумішей подібні. Криві залежності в'язкості розплаву компатибілізованих сумішей ПП/СПА складів 30/70 та 50/50 мас. % від швидкості зсуву в приведених координатах описуються відповідними рівняннями, які дають змогу розрахувати в'язкість потрійних сумішей в широкому діапазоні градієнтів швидкості зсуву та концентрацій добавок.



y = 1,3897015 - 0,44261388x - 1,717582 / x2


Рис. 6. Залежність в'язкості розплаву компатибілізованих сумішей ПП/СПА складу 30/70 мас.% від швидкості зсуву в приведених координатах.

Точки 1 – 5 відповідають вмісту ПЕГ, мас. %:

0; 0,5; 1,0; 3,0; 5,0



y = 1,2129196 - 0,46830576x



Рис. 7. Залежність в'язкості розплаву компатибілізованих сумішей ПП/СПА складу 50/50 мас. % від швидкості зсуву в приведених координатах.

Точки 1 – 5 відповідають вмісту ПЕГ, мас. %:

0; 0,5; 1,0; 3,0; 5,0






В п'ятому розділі приведені результати досліджень властивостей розплавів та процесів структуроутворення в сумішах ПП/СПА з наповнювачами в наностані. Показано, що хімічна природа аеросилу суттєво впливає на реологічні властивості компатибілізованих сумішей ПП/СПА. Існує принципова різниця характеру залежності в'язкості від вмісту метилаеросилу і А-300 в суміші. З введенням метилаеросилу в'язкість розплаву суміші при всіх досліджених концентраціях знаходиться нижче за в'язкість суміші ПП/СПА/ПМС-100 складу 30/70/0,5 мас. %. Криві мають екстремум при 1 %-ому вмісті метилаеросилу. При подальшому збільшенні кількості добавки в'язкість зростає, залишаючись нижче за в'язкість потрійної суміші. В даному випадку проявляється ефект наповнення твердим наповнювачем. При всіх досліджених концентраціях аеросилу він вводився в суміш разом з поліметилсилоксановою рідиною марки ПМС-100, яка проявляє компатибілізуючу дію на суміш ПП/СПА, покращуючи волокноутворення ПП в масі

СПА, що, в свою чергу, є однією з причин зниження в'язкості розплаву. В сумішах ПП/СПА/ПМС-100/А-300 ефект структурування має місце переважно при низьких напругах зсуву, коли утворені силанольними групами водневі зв'язки майже не руйнуються. В умовах переробки розплаву суміші (τ = 5,69104 Па і вище) має місце незначне підвищення в'язкості розплаву.

Результати дослідження поздовжнього деформування розплавів сумішей ПП/СПА з добавками аеросилів показали суттєве покращення прядомості розплавів наповнених сумішей, що підтверджується даними по максимально можливому фільєрному витягуванню (Фmax збільшується від 8100 % для суміші ПП/СПА/ПМС-100 до 16800 % з введенням нанодобавки). Таким чином, результати реологічних досліджень показали різку різницю між закономірностями, характерними для мікро-, макро - та наностану речовини.

Аналіз структури екструдатів сумішей ПП/СПА/ПМС-100/аеросил свідчать, що добавки аеросилів сприяють волокноутворенню ПП в матриці СПА. Останнє проявляється в суттєвому зменшенні середнього діаметру мікроволокон (від 3,8 мкм для вихідної суміші ПП/СПА складу 30/70 мас. % до 2,4 мкм в присутності аеросилу). Чіткий вплив нанодобавки на ступінь диспергування та однорідність розподілу мікроволокон за діаметрами підтверджується мікрофотографіями поперечних зрізів (рис.8). Широкий розподіл мікроволокон за діаметрами та наявність грубих волокон (рис.8а) змінюється на високий ступінь диспергування і однорідність розподілу мікроволокон. Вказана закономірність має місце при всіх вивчених концентраціях добавки, але найбільш чітко вона виражена при вмісті аеросилу 1,0 мас. % (рис.8в).







а) б) в)

Рис. 8. Мікрофотографії поперечних зрізів екструдатів сумішей ПП/СПА/ПМС-100/А-300 складу, мас. %: 30/70/0/0 (а); 30/70/0,5/0,5 (б); 30/70/0,5/1,0 (в)

Дослідження реологічних властивостей потрійних сумішей ПП/СПА/аеросил показали, що при високих напругах зсуву в'язкість нанонаповнених сумішей майже не змінюється. При низьких t проявляється структуруюча роль водневих зв'язків і, як

результат, в'язкість суміші має тенденцію до росту. На наш погляд, встановлена закономірність незначного впливу твердого наповнювача на в'язкість розплаву суміші ПП/СПА пов'язана з наностаном наповнювача. Тобто, традиційні закономірності для звичайних наповнювачів у випадку наностану не працюють. Аналіз кривих течії розплавів сумішей показав, що режим течії розплавів сумішей, наповнених аеросилами марок ДК-100, ДК-100 з метильними і октильними групами, а також А-300 з карбоксильними групами та метилаеросилом, в більшій мірі відхиляється від режиму течії ньютонівської рідини порівняно з режимом течії вихідної суміші. Останнє пов'язано з впливом добавок на структуру розплаву.

Судячи з величин максимально можливої фільєрної витяжки (Фmax) (рис.9) можна стверджувати, що введення добавок аеросилу марки А-300 різко покращує прядомість розплаву сумішей ПП/СПА. Така сама тенденція спостерігається і для сумішей, які містять аеросили з різними функціональними групами. Встановлена закономірність пов'язана з можливістю утворення специфічних зв'язків між макромолекулами СПА і групами на поверхні частинок аеросилів. Одержаний результат має важливе практичне значення, так як досліджені добавки покращують волокноутворюючі властивості розплавів сумішей і роблять процес формування стабільним.







Рис. 9. Залежність максимально