Изучение физико-химических свойств полученного полисульфидного олигомера на основе тетрасульфида натрия и фосфата аммония

Введение.

Основные направления в развитии технологии герметика, антикоррозионных покрытий и огнестойких материалов направлены на модификацию каучукоподобных полимеров для повышения эффективности строительных и промышленных композитов. Увеличение срока службы железобетонных, железных и полимерных конструкций, улучшение их эксплуатационных качеств неотделимы от решения общей задачи дальнейшего повышения качества строительства и промышленных железных конструкций.

Вместе с тем, приоритетным направлением по повышению качества герметиков, антикоррозионных покрытий и огнестойких материалов являются исследования в области использования органических модификаторов индивидуального и полифункционального действия. Модифицирование герметиков, антикоррозионных покрытий и огнестойких материалов является наиболее доступным и простым способом существенного повышения эффективности герметика, покрытия металлов и огнестойкой древесины, полимеров и может быть успешно использовано для этих целей. Эти качества полисульфидных добавок играют особую роль при создании полимерных композиционных материалов различного назначения. Наполнение всегда приводит к затруднениям при формовании изделий, что связано с повышением вязкости расплава по сравнению с расплавом ненаполненного полимера [1,2].

В целом комплекс свойств наполненных полимеров определяется совместным действием ряда фак­торов, наиболее значимыми из которых являются: природа термопласта и наполнителя, форма и размер частиц наполнителя, взаимное расположение частиц наполнителя и изменение их локальной плотности по объему образца, концентрация наполнителя [3,4].

Методы и материалы. Для определения состава нового синтезированного олигомера проводились ИК-спектроскопические исследования. Проводилось исследование влияния олигомера на процесс ДСК сера-, азот- и фосфорсодержащего олигомера марки NDP-3. Масса образца NDP-3 не меняется до 207^оС. На кривой ДСК в температурном диапазоне 20 -370^ОС наблюдается один эндотермический пик (при 250^оС), что соответствует плавлению образца.

Обсуждение полученных результатов. Данная работа посвящена изучение физико-химических свойств сера-, азот и фосфорсодержащего полисульфидного олигомера.

Модификация известных полимеров, разработка наполненных функциональными добавками полимерных композиционных материалов, либо смесевых композиций, является сегодня одним из приоритетных направлений в создании полимеров и композитов с прогнозируемыми свойствами.

Получение новых синтезированных высоко­наполнительных добавок для полимерных материалов, обладающих высокой термостойкостью и огнезащитной эффективностью, стабилизации полимеров, экологически безопасных и экономичных на сегодняшний день является актуальной задачей.

Были изучены физико-химические свойства: плотность, температура плавления, растворимость, ИК-спектроскопия и ДСК в сера-, азот- и фосфорсодержащем олигомере. Данные физико-химических характеристик синтезированного высоконаполнительного олигомера марки NMA-8 (Тетрасульфид натрия, аммофос с органическими галоидсодержащими соединениями) представлены в табл.1.

Таблица 1.

Физико-химические показатели полисульфидного олигомера

На ИК-спектре NMA-8 в областях 2918-2850 см^-1 имеются полосы поглощения, подтверждающие наличие -СН₂- групп. Валентные колебания всех активных групп проявляются в виде слабых узких полос между обычными полосами валентных колебаний –S–S– в области 557 – 418 см^-1. Наличие групп, содержащих фосфор Р–О–С в области 1157–1020 см^-1, подтверждает широкая интенсивная полоса и серасодержащие соединения в областях 401-597 см^-1. В области 1020 см^-1 показана полоса поглощения O‑CO-O группы.

Кроме того, на ИК-спектроскопии в областях 696 – 605 см^-1 появляются узкие малоинтенсивные полосы, содержащие связи C–S серасодержащего соединения. При рассмотрении ИК-спектров NMA-8 видны интенсивные P=O группы в области 1438 – 1402 см^-1 и органические фосфаты в области 1126 см^-1 -1215 см^-1. (Рис.1).

Рисунок 1. ИК-спектр сера-, азот- и фосфорсодержащего олигомера марки NMA-8

Рисунок 2. ДСК сера-, азот- и фосфорсодержащего олигомера марки NMA-8

Масса образца NMA-8 не меняется до 193.4 ^оС. На кривой ДСК в этом температурном диапазоне 20 -193^ОС наблюдается один эндотермический пик (90.6^оС), что соответствует плавлению образца, выше температуры 194^оС образец начинает разлагаться в два этапа – до 250^оС со скоростью 4%/мин, потерей массы 45%, и выше 250^оС со скоростью 3.5%/мин, потерей массы 28%. Оба этапа эндотермические (Общая энергия -398 J/g)

Выводы. Таким образом, характеристические свойства сера-, фосфор- и азотсодержащего олигомера были определены методом ИК-спектроскопии и ДСК, в результате лабораторных испытаний было доказано, что олигомер может быть использован в качестве высоконаполнительных добавок для полимерных материалов.