УЛУЧШЕНИЕ СВОЙСТВ ПОЛИМЕРОВ ЗА СЧЕТ МОДИФИКАЦИИ ОКСИДОВ МЕТАЛЛОВ ОЛИГОМЕРНЫМИ МОДИФИКАТОРАМИ

IMPROVING THE PROPERTIES OF POLYMERS BY MODIFYING METAL OXIDES WITH OLIGOMERIC MODIFIERS
Цитировать:
Умаров Ш.Ш., Тураев Х.Х., Джалилов А.Т. УЛУЧШЕНИЕ СВОЙСТВ ПОЛИМЕРОВ ЗА СЧЕТ МОДИФИКАЦИИ ОКСИДОВ МЕТАЛЛОВ ОЛИГОМЕРНЫМИ МОДИФИКАТОРАМИ // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. 2021. 9(87). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/12232 (дата обращения: 26.10.2021).
Прочитать статью:
DOI - 10.32743/UniChem.2021.87.9.12232

 

АННОТАЦИЯ

На сегодняшний день спрос на нанокомпозиты в химической промышленности составляет большую часть их производства. Несмотря на небольшую долю наноразмерных частиц в химической промышленности, спрос на модификаторы растет с каждым днем. Это связано с их высокими физико-механическими и эксплуатационными свойствами, их устойчивостью к агрессивным средам и способностью использоваться в широком диапазоне температур. Поэтому получение полимерных материалов на основе металлсодержащих соединений и их применение в практике является еще более важным.

ABSTRACT

Today, the demand for nanocomposites in the chemical industry accounts for most of their production. Despite the small share of nanoscale particles in the chemical industry, the demand for modifiers is growing every day. This is due to their high physical, mechanical and operational properties, their resistance to aggressive environments and their ability to be used in a wide temperature range. Therefore, the preparation of polymeric materials based on metal-containing compounds and their application in practice is even more important.

 

Ключевые слова: полипропилен, полиэтилен, никель, кобальт, алюминий, модификация, температуры деформации под воздействием груза.

Keywords: polypropylene, polyethylene, nickel, aluminum, cobalt, modification, deformation temperatures under load

 

Введение. В мире наночастицы, полученные из производных многоосновных кислот, представляют особый интерес для разработки наполнителей, пластификаторов, добавок, модификаторов и антипиренов.  Полиолефиновые термоэластопласты и композиции на основе полярных полимеров находят широкое применение в различных областях техники: транспортное строительство, изоляция электрооборудования, гидроизоляция [1]. Для улучшения технологических свойств и некоторых эксплуатационных показателей в данные композиции целесообразно вводить наполнители. При этом, как правило, ухудшается эластичность. Это объясняется многими факторами, в частности, недостаточной межфазной адгезией на границе раздела полимерная матрица-наполнитель [2]. Таким образом, актуальной задачей полимерной технологии является улучшение взаимодействия полимеров с наполнителями. В полимерной науке и технологии проблему введения наполнителей в композиции решают использованием аппретов, которые химически взаимодействуют с наполнителем и полимером, а также введением адгезионных добавок, улучшающих смачиваемость наполнителя [3].В данной работе решалась проблема улучшения механических свойств наполненных смесей полиэтилена, полипропилена и полиамида с металлсодержащими соединениями.Целью работы является улучшение механических свойств наполненных полиолефиновых термоэластопластов на основе полиэтиленов, полипропиленов и полиамидов и ацетат металла. Разработку исследований полученных материалов на основе Полипропилен, содержащих наноразмерные модификаторы, оказывающие влияние на надмолекулярную упаковку макромолекул полимера и таким образом на его физико-механические характеристики.

Методика исследования. Научное обоснование следующих решений по производству автомобильных и бытовых пластмассовых деталей на основе новых композиционных материалов: выбор различных реакционно-активных модификаторов для минеральных модификаторов микро- и наноразмеров, добавляемых в полимеры; модификация полимеров с помощью дисперсных частиц; [4].  Модификация ПП путем введения различных добавок позволяет существенно изменить свойства базового полимера, регулировать его технологические и эксплуатационные свойства. В частности, для направленного улучшения физико-химических свойств ПП в настоящее время широко применяются методы модификации, заключающиеся в создании новых композитных материалов. Подбор модификатора, его содержание в зависимости от природы полимера является одним из наиболее доступных и дешевых способов получения полимерного материала с изменяющимися в широком диапазоне характеристиками и свойствами. [5].  

Экспериментальная часть. Химическая модификация полипропилена и полиэтилена, т.е. направленное изменение  его физических, механических или химических свойств введением в макромолекулу новых функциональных групп, сшиванием или сополимеризацией, представляет большой интерес с научной и практической точки зрения.

В настоящей работе с помощью метода деструкции оксид никеля непосредственно при компаундировании были получены нанокомпозиты ПП+Ni и полиэтилен ПЭ+Ni равномерной степени дисперсности неорганической фазы. Присутствия наночастиц Ni в олимерной матрице преобразует свойства базового полимера как показаны в таблицах № 1 и № 2.

Таблица 1.

Физико-механические свойства полученных композиционных материалов

Параметры

ПП-JM350

ПП+ 5% Ni

 

Плотность, г/см3

0,9

0,99

 

ПТР, г/10мин

10

11

 

Модуль при изгибе, МПа

1100

1300

 

Удлинение, %

100

95

 

Прочность при растяжении, МПа

24

25

 

Ударная вязкость по Изоду с/н, при+23°С, кДж/м2

6,5

6,2

 

HDT 1,8МПа, °С

45

46

 

Таблица 2.

Физико-механические свойства полученных композиционных материалов

Параметры

Стандарты

HDPE-J2210

ПЭ+ 3%  Ni

Плотность, г/см3

ASTM D1505

0,96

0,99

ПТР, г/10мин

ASTM D1238

8

11

Модуль при изгибе, Мпа

ASTM D790

1100

1500

Удлинение, %

ASTM D638

300

310

Прочность при растяжении, МПа

ASTM D638

22

23

Ударная вязкость по Изоду с/н, при +23°С, кДж/м2

ASTM D256

4

4,5

HDT 0,45 МПа, °С

ASTM D648

72

88,3

Усадка после 24 часов

ASTM D955

1,5

1,40

Скорость горения UL-94, мм

Толщина образца 3,2 мм

45

≤40

 

В ходе анализа результатов, было выявлено что введение оксид никеля в полимер улучшает комплекс физико-механических свойств полиолефинов. Стоит отметить, что присутствие атомарных частиц никеля способствует к значительному повышению теплостойкости, модуль при изгибе базового полипропилена.

Таким образом, улучшение физико-механических свойств и теплостойкости полимерных композитов на основе полипропилена, наполненного частицами никеля/кобальта, максимальный эффект достигается при использовании 5 масс. % оксидаNi По всей видимости, полученный результат можно объяснить препятствиями со стороны Ni, обладающих высокой собственной прочностью и жесткостью. Полимерные композиты с Ni являются многообещающими функциональными материалами с обширной сферой возможных применений в качестве эффективных модификаторов для полимеров.

Термические свойства полиэтилена низкой плотности, наполненного металлсодержащими олигомерными антипиренами, характерные характеристики олигомерных антипиренов изучали методами ДСК и СЭМ. Лабораторные исследования показали, что синтезированные олигомерные антипирены могут быть использованы в качестве наполнителей для полимерных материалов.

 

Список литературы:

  1. Айзинсон И. Химически активные добавки. / Айзинсон И., Екимов А. Пластике, № 7, 2008. с. 34-39.
  2. Липатов Ю.С. Межфазные явления в полимерах. Киев. 1986. 260 с.
  3. Дерягин Б.В., Жеребков С.К. Смачивание минеральных наполнителей каучуками общего назначения. Журнал прикладной химии. № 2, том 1, с. 122-129.
  4. Тожиев П.Ж., Нормуродов Б.А., Тураев Х.Х., Нуркулов Ф.Н., Джалилов А.Т. Изучение физико-механическиx свойств высоконаполненных полиэтиленовых композиций // Universum: Химическая технология: электронный научный журнал 2018 №2 (47). С.62-65
  5. Тураев Э.Р., Джалилов А.Т., Микро и нано композиционные материалы на основе полиолефинов// Монография. «Fan va texnologiyalar Markazining basmaxonasi». Ташкент –017. –С.1-90.
  6. Умаров Ш.Ш., Тураев Х.Х., Джалилов А.Т., Модификация полиолефинов с металоксидными олигомерными модификаторами // Universum: Химическая технология: электронный научный журнал февраль 2021 №2 (83)
Информация об авторах

ассистент Термезского филиала Ташкентского государственного технического университета имени Ислама Каримова, Республика Узбекистан, г. Термез

Assistant at the Termez branch of the Tashkent State Technical University named after Islam Karimov, Republic of Uzbekistan, Termez

д-р хим. наук, профессор, Термезский государственный университет, 190111, Республика Узбекистан, г. Термез, улица Ф. Ходжаева, 43

doctor of chemical sciences, professor, Termez State University, 190111, Republic of Uzbekistan, Termez, F.Hojayev str., 43

д-р хим. наук, профессор, академик АН РУз., директор ГУП «Ташкентский научно-исследовательский институт химической технологии», 111116, Узбекистан, Ташкентская область, Зангиатинский район, п/о Шуро-базар

doctor of chemistry, professor, Academician of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, director of the Stat Unitary Enterprise Tashkent Scientific Research Institute of Chemical Technology, 111116, Uzbekistan, Tashkent region, Zangiata district, P / o Shuro-bazaar

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), регистрационный номер ЭЛ №ФС77-55878 от 17.06.2013
Учредитель журнала - ООО «МЦНО»
Главный редактор - Ларионов Максим Викторович.
Top