CC BY
21
№ 9 (102)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
сентябрь, 2022 г.
DOI: 10.32743/UniTech.2022.102.9.14256
ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕРМОСТАБИЛЬНОСТИ ПВХ КОМПОЗИТОВ, НАПОЛНЕННЫХ
МОДИФИЦИРОВАННЫМ БАЗАЛЬТОМ
Лутфуллаев Саъдулла Шукурович
доц.,
Каршинский инженерно-экономический институт, Республика Узбекистан, г. Карши E-mail: [email protected]
Бекназаров Хасан Соибназарович
проф.,
Ташкентский научно-исследовательский институт химической технологии, Республика Узбекистан, г. Ташкент
STUDY OF THE THERMOSTABILITY OF PVC COMPOSITES FILLED WITH MODIFIED BASALT
Sa'dulla Lutfullayev
Associate professor, Karshi engineering and economic institute, Republic of Uzbekistan, Karshi
Khasan Beknazarov
Professor
Tashkent Research Institute of Chemical Technology, Republic of Uzbekistan, Tashkent
АННОТАЦИЯ
В статье приведена результаты опытно-испытательных работ по повышению термостабильности ПВХ композитов с базальтом, модифицированным госсиполовой смолой - отходами масло-жировой промышленности и получены положительные результаты.
ABSTRACT
The article presents the results of experimental and testing work to improve the thermal stability of PVC composites with basalt modified with gossypol resin - a waste oil and fat industry, and positive results were obtained.
Ключевые слова: госсиполовая смола, методы ДСК и ТГА, термическая деструкция, дегидрохлорирования, константа скорости реакции, модифицированный базальт, термостабилность.
Keywords: gossypol resin, DSC and TGA methods, thermal degradation, dehydrochlorination, reaction rate constant, modified basalt, thermal stability.
С целью повышения термостабильности ПВХ композитов с базальтом, модифицированным госсиполовой смолой - отходами масло-жировой промышленности, был проведен ряд экспериментальных работ. Также была изучена термостабильность полученных поливинилхлоридных материалов, то есть способность сохранять состав и структуру композиции при высоких температурах методами ДСК и ТГА (рис. 1, 2), в динамическом режиме.
В качестве критерия термостабилности используют разложение, соответствующее первой 1%-ной потере массы образца, а также 10%-й и 50%-й потере
массы, а в конце опыта оно заканчивается полным разложением образца, то есть эффективная энергия активации возникает при термическом разрушении.
Первая стадия термодеструкции полимерных композиций на основе ПВХ протекает медленнее, чем обычно, по сравнению с ненаполненным ПВХ.
Кривая термоокислительной деструкции первой стадии образцов ненаполненного ПВХ показывает наибольшую деструкцию при 285°С, что свидетельствует об одновременных процессах деструкции, деполимеризации и сшивания:
Библиографическое описание: Лутфуллаев С.Ш., Бекназаров Х.С. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕРМОСТАБИЛЬНОСТИ ПВХ КОМПОЗИТОВ, НАПОЛНЕННЫХ МОДИФИЦИРОВАННЫМ БАЗАЛЬТОМ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 9(102). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14265
№ 9 (102)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
сентябрь, 2022 г.
Рисунок 1. Кривая термоокислительной деструкции первой стадии ненаполненных образцов ПВХ
с максимальным разложением при 285°С
Temperature, С
Рисунок 2. Протекание реакции термической деструкции-дегидрохлорирования при температуре до 277 С
Однако отделить эти процессы друг от друга невозможно, поэтому кинетические параметры первой стадии для труб из ПВХ рассчитываются с учетом этих процессов, протекающих одновременно. При добавлении в рабочую рецептуру производства канализационных труб на основе ПВХ до 4,0 единиц массы модифицированного базальта термостабил-ность композиции повышается, а процесс деструкция начинается на 15-20 мин. позже, чем у традиционно используемой композиции [1]:
Термическая деструкция, представляющая собой прежде всего реакцию дегидрохлорирования, протекает при температуре до 277°С и описывается следующим уравнением:
[HCl] - * = [HCl]o- * +1/2 kt
Здесь, [HCl] - количество хлористого водорода, оставшееся в деградировавшем полимере; [HCl]o -количество исходного хлороводорода в полимере; k - константа скорости реакции; t- время.
Реакция дегидрохлорирования (деструкции) композиции ПВХ носит радикальный характер и протекает по следующей последовательности [2]:
№ 9 (102)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
сентябрь, 2022 г.
Здесь обращено внимание на то, что порядок реакции первой стадии термической деструкции материала, рассчитанный по методу Райха-Фуосса, принимает значения в диапазоне 3-5, что свидетельствует одновременное протекании нескольких параллельных процессов [3,4].
Термогравиметрический анализ полимерных композиций, полученных для эксперимента, проводили на немецком термовесах марки TG 209 F1 Libra (NETZSCH) (рис. 3):
Ш
Рисунок 3. Термошкала марки TG 209 Fl Libra
Опыты проводились в закрытых тиглях в атмосфере азота, расход газа через рабочую камеру составлял 20 мл/мин. Диапазон нагрева образца составляла от 25°С до 500°С, скорость нагрева 10°С/мин.
Опираясь на результаты, полученные при исследовании термостабилности ПВХ композитов, наполненных модифицированным базальтом, можно сказать, что базальт, модифицированный госсиполо-вой смолой масло-жировой промышленности, одновременно повышает термостабилность ПВХ композита и выполняет функции наполнителя, и было установлено, что процессы ориентации макромолекул улучшаются под влиянием госсиполовой смолой [5, 6, 7].
Таким образом, результаты исследований показали, что можно изменить свойства готового продукта, полученного путем добавления в композицию ПВХ базальта, модифицированного госсиполовой смолой. Это приведет к использованию отечественного сырья вместо зарубежных термостабилизаторов, экономии валютных резервов нашей республики и снижению себестоимости выпускаемой продукции [8, 9, 10].
Список литературы:
1. Жумаева А.А., Лутфуллаев С.Ш. Базальтни модификация килиш технологияси. Узбекистан миллий университети хабарлари. Тошкент, 2022, [3/1/1], 355-358 б.
2. Волкова К.В. Деградируемые полимерные композиционные материалы на основе ПВХ. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Санкт-Петербург. 2018 г.
3. Лутфуллаев С.Ш., Сайдалов Ф.М., Кулматова М.Э. Исследование кинетики термоокислительной деструкции поливинилхлорида (ПВХ) методами ДТА и ТГА. Кимёвий технология. Назорат ва бошкарув. Халкаро илмий -техникавий журнал. №6/2015, 22-26 бет.
4. Лутфуллаев С.Ш. Исследование влияния наполнителей на свойства ПВХ композиций. Актуальные научные исследования в современном мире. ХШ Международная научная конференция. Переяслав-Хмельницкий, Украина, выпус к 5 (13) часть 2. 26-27 мая 2016 г.
5. Жумаева А.А., Лутфуллаев С.Ш. Using a natural basalt as a filler. Международный научно-образовательный электронный журнал «Образование и наука в XXI веке». Выпуск, №22 (том 4) (январь, 2022) Москва.
6. Жумаева А.А., Лутфуллаев С.Ш. Базальт - полимер материаллар учун тулдирувчи сифатида. "Кимё, озик-овкат хдмда кимёвий технология мах,сулотларини кайта ишлашдаги долзарб муаммоларни ечишда инновацион технологияларнинг ахдмияти" мавзусидаги Халкаро илмий-амалий конференция материаллари туплами. Наманган. 2021 йил, 23-24 ноябр. 174-176 б.
7. Лутфуллаев С.Ш. Производства поливинилхлоридных (ПВХ) композиций. «Актуальные проблемы отраслей химической технологии», Международная научная конференция. Бухара 10-12 ноября 2015 года. 320-322 бет.
№ 9 (102)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
сентябрь, 2022 г.
8. Лутфуллаев С.Ш., Давронова Ф,Л. Стабилизация ПВХ химическими добавками. Universum: химия и биология, 31-33.
9. Мирвалиев З.З., Лутфуллаев С.Ш. Летучесть стабилизаторов и их относительная совместимость с галоидсо-держащим каучуком специального назначения. Актуальные научные исследования в современном мире, 110115.
10. Shukurovich S.L., Sirgeevich M.R. Research of Physico-Chemical and Mechanical Properties of Polymer Waste. Nveo-natural volatiles & essential oils Journalj NVEO, 6840-6847.
