ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СИЛОКСАНА НА ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКОГО СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ ПОЛИПРОПИЛЕНА

АННОТАЦИЯ

Полипропилен с неорганическими пигментами и минеральным наполнителем (ПКМ) позиционируется как потенциальная альтернатива акрилонитрилбутадиенстирол для автомобильной промышленности для производства интерьерных деталей. Однако (ПКМ) легко повреждается царапая его поверхность, тем самым ограничивая его приемлемость для интерьерные приложения. В этом исследовании исследуется влияние силоксана на свойства ПКМ. В ходе работы было получено образцы ПКМ с силаксаном и тестировано на Erichsen Scratch Hardness Tester 430 P-Smart. Полученные образцы идентифицировано с помощью колориметра Color Eye X-Rite.

АBSTRАСT

Polypropylene with inorganic pigments and mineral filler (PCM) is positioned as a potential alternative to acrylonitrile butadiene styrene for the automotive industry for the production of interior parts. However (PCM) is easily damaged by scratching its surface, thereby limiting its acceptability for interior applications. This study investigates the effect of siloxane on PCM properties. In the course of the work, PCM samples with siloxane were obtained and tested on the Scratch Hardness Tester 430 P-Smart. The resulting samples were identified using a Color Eye X-Rite colorimeter.

Ключевые слова: полипропилен, тальк, силоксан, содержание золы, экструдер, термопластавтомат, колориметр.

Kеywоrds: polypropylene, talc, siloxane, ash content, extruder, injection molding machine, colorimeter.

Термопластичные олефины (ТПО) оказались в центре внимания как замена автомобильных внутренних и наружных материалов из-за их низкая себестоимость изготовления и малый вес. Однако есть были проблемы с механическими характеристиками (модуль изгиба, текучесть напряжение и вязкость разрушения) по сравнению с металлическими материалами [1]. Для автомобильных интерьеров важны как эстетика, так и механические свойства. материала ПКМ не хватает устойчивость к царапинам по сравнению с другими конструкционными пластиками. Кроме того, на механические свойства ТПО сильно влияет их кристалличность [2].

Композиционный материал на основе полипропилена (КМ) заменяет Поликарбонат (ПК), Акрилонитрилбутадиенстирол (АБС) во многих отношениях с хорошей устойчивостью к атмосферным воздействиям и низкой стоимостью. Тем не менее, КМП относительно мягкий по сравнению с ПК, АБС чувствительны к царапинам и повреждениям во время производственных процессов и в течение всего срока использования потребителем. Это имеет решающее значение для повышения устойчивости КМ к царапинам и повреждениям для будущих применений. (3)

Как правило, для низкомодульных полимеров увеличение по модулю и снижение коэффициента трения может уменьшить глубину царапин и размер пластической зоны на поверхности царапины (4). Есть три метода которые используются для улучшения трибологических свойств данного пластического материала, а именно: 1) моделирование молекулярной структуры полимера, т.е. кристалличность, 2) смешивание с полимерами, устойчивыми к царапинам, и 3) производство полимерные композиты с различными наполнителями и добавками [5]. В [6] исследовании изучались эффекты различных типов наполнителей. и добавки. Так же новая смазка и модификатор интерфейса, которые, как известно, могут уменьшить коэффициент трения и улучшить оценивается эффективность жесткого наполнителя.

Целью данной работы являлось исследование влияния модификатора на основе силоксана, на физико-механические свойства компаундов на основе полипропилена.

Новизна работы: Получение композиционного материала (КМ) для производства автомобильных интерьерных деталей на основе местного сырья с улучшенными свойствами.

Методика эксперимента. В работе использовались полипропилен J-350 продукции компании СП ООО «Uz-Kor Gas Chemical» производимых по технологии «Lotte Chemical» и силоксановый модификатор LYSI, китайского производства. В качестве наполнителя использовался мелкодисперсный тальк марки МT-1, продукция Республики Узбекистан компании ООО «Al-Rasa», изготовленный из тальковых камней афганского месторождения. Для проведения испытания разработали рецептуру:

Таблица 1.

Рабочая рецептура для проведения испытание

Предварительно все компоненты смешивали вручную, в течение 15 мин и загружали в двухшнековый лабораторный экструдер. Компаунд, состоящий из Полипропилен-силоксан - тальк, был получен методом экструзии при температуре 210°С с частотой вращения шнеков 100 об/мин. Образцы для испытаний были изготовлены на термопластавтомате (ТПА) –методом литья под давлением. Изготовленные образцы испытывались согласно стандартам: Показатель текучести расплава (ПТР) – ISO 1133-1; Метод определение содержание золи - ISO 3451-1, Устойчивость к царапинам и повреждениям GMW-14688.

С помощью прибора Tinius Olsen MP1200 проверили текучесть данного композиционного материала, содержание золы определяется в муфельной печи при температуре 650-700°С.        

Для определения стойкость к царапинам существует ряд тестов и различное оборудование, такое как тестер царапин Erichsen Scratch Hardness Tester 430 P-Smart, тестер царапин Five Finger. Основной принцип всех методов определения стойкости поверхности к царапанью одинаков. К поверхности прикладывается определенное механическое напряжение, в результате чего возникает повреждение. количественно. Это означает, что числа, полученные в разных тестах, несопоставимы, но относительные результаты для разные материалы похожи. В этих исследованиях использовался прибор для испытания на царапанье Erichsen Scratch Hardness Tester 430 P-Smart. Прибор для испытания на царапанье Erichsen Scratch Hardness Tester 430 P-Smart позволяет оценивать стойкость к царапанью при силе от 5 N до 20 N. В испытании прилагались сила 10 N при скорости царапающего инструмента 1000 мм/мин. Инструмент находится в контакте с поверхности через наконечник круглой формы диаметром 1 мм. Шаблон из 20 линий (10 в одном направлении и 10 под прямым углом). Генерируется тестером, а устойчивость к царапанью определяется впоследствии путем измерения разницы в яркости поцарапанной и не поцарапанной поверхности. Рисунок -1 иллюстрирует результат, которого можно достичь с помощью оборудования Erichsen. Разница в яркости измеряется с помощью прибора Сolor Eye X-Rite, а полученное значение дельта L* (система CieLab) используется в качестве индикатора стойкости компаундов к царапанью.

Рисунок 1. Поверхность без царапин (слева), поцарапанная без добавки (в центре) и поцарапанная с добавкой (справа)

Таблица 2.

Результаты испытаний

Вывод: Было разработано КМ улучшенные свойствами на основе местного сырья. С помощью силоксана во время переработки КМ было замечено улучшенную обработку, легкость высвобождение из формы образца, снижение коэффициента трения, а также устойчивость к царапинам. Силоксановая добавка ни чем не влияла на остальные параметры как: Содержание золи и ПТР.

Список литературы:

1. Тошхужаев А.А., PhD. Вафаев О.Ш. с.н.с Тиллаев А.Т., Махаллий хом ашёлар асосида олинган сирт фаол моддани полипропилен асосидаги композицион материалларга куллаш ва физик-механик хоссаларини яхшилаш « Нефт ва газ соҳасида Таълим-ишлаб чиқариш кластерини ривожлантиришда инновацион ёндашувлар » Халқаро конференция материаллари. Том-2, 195 с, 30.04 22 г Ташкент.
2. Тошхужаев А.А., PhD. Вафаев О.Ш. с.н.с Тиллаев А.Т.,Улучшение оптических свойств композиционного материала на основе полипропилена путем добавление амидов жирных кислот «Инновационные подходы к развитию Образовательно производственного кластера в нефтегазовой отрасли» Том-2 196, 30.04 22 г Ташкент.
3. GeorgeWypych, Databook of Surface Modification Additives, 2018, Pages 15-146
4. П. Буряк. Полимерные материалы. 7. 6-15 (2007).
5. С.А. Harper. Handbook of plastics, elastomers and composites. Mc Grow Hill Handbooks. 210(2004)..
6. T.Parenteau, G.Ausias, Y.Grohens, P.Pilvin, Structure, mechanical properties and modelling of polypropylene for different degrees of crystallinity. Volume 53, Issue 25, 30 November 2012, Pages 5873-5884В.