CC BY
12
№ 2 (83)
A, UNI
/m te)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
февраль, 2021 г.
DOI: 10.32743/UniTech.2021.83.2-3.58-61
МОДИФИКАЦИЯ ПОЛИОЛЕФИНОВ С МЕТАЛОКСИДНЫМИ ОЛИГОМЕРНЫМИ МОДИФИКАТОРАМИ
Умаров Шухрат Шарипович
ассистент Термезского филиала Ташкентского государственного технического университета имени Ислама Каримова,
Республика Узбекистан, г. Термез.
Тураев Хайит Худайназарович
д-р хим. наук, профессор, Термезский государственный университет.
Республика Узбекистан, г. Термез E-mail: hhturaev@rambler. ru
Джалилов Абдулахат Туропович
академик, АНРУз,
директор ООО Ташкентского научно-исследовательского института химической технологии.
Республика Узбекистан, Зангиотинский р-н, п/о Ибрат
E-mail: gup tn iixt@mail.ru
MODIFICATION OF POLYOLEFINS WITH METAL OXIDE OLIGOMERIC MODIFIERS
Shukhrat Umarov
Assistant at the Termez branch of the Tashkent State Technical University named after Islam Karimov,
Republic of Uzbekistan, Termez.
Hayit Turaev
Doctor of Chemical Sciences, Professor, Termez State University,
Republic of Uzbekistan, Termez
Abdulahat Jalilov
Academician of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Director of the Tashkent Scientific Research Institute of Chemical Technology,
Republic of Uzbekistan, Zangiotinsky District.
АННОТАЦИЯ
Показано, что введение в полиэтилена и полипропилена металлсодержащего олигомерного антипирена улучшает физико-механические свойства, так же повышаются показатели горючести разработанных полимер-матричных композитов.
ABSTRACT
It is shown that the introduction of a metal-containing oligomeric flame retardant into polyethylene and polypropylene improves the physical and mechanical properties, and the flammability indicators of the developed polymer-matrix composites also increase.
Ключевые слова: полимер, металлсодержащый олигомерный антипирен, модуль упругости, ударная вязкость. Keywords: polymer, polymer, metal-containing oligomeric flame retardant, modulus of elasticity, impact strength.
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;7;8]. Для улучшения технологических свойств и некоторых эксплуатационных
Библиографическое описание: Умаров Ш.Ш., Тураев Х.Х., Джалилов А.Т. Модификация полиолефинов с металоксидными олигомерными модификаторами // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2021. 2(83). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/11264 (дата обращения: 25.02.2021).
№ 2 (83)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
февраль, 2021 г.
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;3;7]. 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;4;7].
В данной работе решалась проблема улучшения механических свойств наполненных смесей полиэтилена и полипропилена полиамида с металлсодержащими соединениями. Целью работы является улучшение механических свойств наполненных полиолефиновых термоэластопластов на основе полиэтиленов и полипропиленов и ацетат ме-талла[3;7]. Разработку исследований полученных материалов на основе полипропилена, содержащих наноразмерные модификаторы, оказывающие влияние на надмолекулярную упаковку макромолекул
полимера и таким образом на его физико-механические характеристики.
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[3;7;8].
В настоящей работе с помощью метода деструкции оксид цинка непосредственно при компаундировании были получены нанокомпозиты ПП+Zn и полиэтилен ПЭ+Zn равномерной степени дисперсности неорганической фазы. Присутствия наноча-стиц Zn в полимерной матрице преобразует свойства базового полимера как показаны в таблицах №1 и №2.
В ходе анализа результатов, было выявлено что введение оксид цинка в полимер улучшает комплекс физико-механических свойств полиолефинов. Стоит отметить, что присутствие атомарных частиц цинка способствует к значительному повышению теплостойкости, модуль при изгибе базового полипропилена [3;7].
Таблица 1.
Физико-механические свойства полученных композиционных материалов на основе полиэтилена
Параметры ПП-1М350 ПП+ 3% Параметры
ZnО ZnО
Плотность, г/см3 0,9 0,99 Плотность, г/см3
ПТР, г/10мин 10 11 ПТР, г/10мин
Модуль при изгибе, МПа 1100 1200 Модуль при изгибе, МПа
Удлинение, % 100 95 Удлинение, %
Прочность при растяжении, МПа 24 26 Прочность при растяжении, МПа
Ударная вязкость по Изоду с/н, при+23°С, кДж/м2 6,5 6,3 Ударная вязкость по Изоду с/н, при+23°С, кДж/м2
Таблица 2.
Физико-механические свойства полученных композиционных материалов на основе полипропилена
Параметры ПП-1М350 ПП+ 3% Znü
Плотность, г/см3 0,9 0,99
ПТР, г/10мин 10 11
Модуль при изгибе, МПа 1100 1200
Удлинение, % 100 95
Прочность при растяжении, МПа 24 26
Ударная вязкость по Изоду с/н, при+23°С, кДж/м2 6,5 6,3
ТОТ 1,8МПа, °С 45 40
Таким образом, улучшение физико-механических свойств и теплостойкости полимерных композитов на основе полипропилена, наполненного частицами цинка/никеля, максимальный эффект достигается при использовании 3 масс. % оксида Zn. По всей видимости, полученный результат можно объяснить препятствиями со стороны Zn, обладающих высокой
собственной прочностью и жесткостью. Полимерные композиты с Zn являются многообещающими функциональными материалами с обширной сферой возможных применений в качестве эффективных модификаторов для полимеров [3;5].
№ 2 (83)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
февраль, 2021 г.
Термические свойства полиэтилена низкой плотности, наполненного металлсодержащего олигомер-ного 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[3;6].
Для определения предельного температурного интервала эксплуатации полиэтилена, наполненного металлсодержащими олигомерными антипиренами, были получены термограммы образцов методом дифференциальной сканирующей калориметрии, определена теплостойкость по Вика[2].
Рисунок 1. Термограмма композита полиэтилена наполненного частицами цинка
Рисунок 2. Термограмма композита полипропилена наполненного частицами цинка
На основании полученных термограмм были определены температуры начала плавления образцов композитов и температуры, соответствующие достижению максимального эндотермического эффекта плавления, энтальпии плавления и теплостойкость по Вика (таблица 3). Из таблицы 3 видно, что наполнение
полимера оксидов металлов не оказывает большого влияния на температуру плавления. Введение металлсодержащими олигомерными антипиренами приводит к небольшому увеличению температуры теплостойкости [2].
Таблица 3.
Данные дифференциальной сканирующей калориметрии для композитов на основе полиэтилена, наполненного металлсодержащего олигомерного антипиренами
Состав композиции, масс.ч., на 100 масс.ч. ПЭ Начало плавление Т °С Пик плавление Т °С АН, энтальпия, Дж/г Теплостойкость 0 по Вика, С
ПЭ 98 123,8 107,8 138
ПЭ+ 2% ZnO 99 120.7 -75.30 142
ПЭ+ 3% ZnO 102 123.2 -60.73 145
ПЭ+ 5% ZnO 97 122.5 -58.52 149
При использовании в качестве наполнителя 3 мас.% металлсодержащими олигомерными антипиренами наблюдается небольшой прирост температуры начала плавления, однако температуры, соответствующие максимальному эндотермическому эффекту плавления, практически одинаковы для всех рассматриваемых композитов. Поэтому можно принять, что наполнение металлсодержащими олигомерными антипиренами приводит к значительному изменению термостойкости полиэтилена. При введении от 2 до 5 мас.% металлсодержащими
олигомерными антипиренами в полиэтиленовую матрицу несколько возрастает теплостойкость по Вика со 138°С до 149°С[2;6].
ВЫВОДЫ. Доказана возможность использования металлсодержащими олигомерными антипиренами в качестве наполнителя для полимерной матрицы.
Показано, что введение в полиэтилена и полипропилена металлсодержащими олигомерными антипиренами позволяет повысить весь комплекс теплостойкости, а также улучшить физико-механические показатели разработанных ПКМ.
Список литературы:
1. Айзинсон И. Химически активные добавки. / Айз инсон И., Екимов А. Пластике, № 7, 2008. с. 3 4-39.
2. Аликулова Д.А., Тожиев П.Ж., Тураев Х.Х., Джалилов А.Т. Влияние наполнителей на теплофизические свойства полиэтилена // Universum : Химия и технология : электронный научный журнал 2020 № 8 (74). С. 45-48.
№ 2 (83)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
февраль, 2021 г.
3. Бозорова Н.Х., Тураев Э.Р., Джалилов А.Т. Влияние атомов Zn/Ni на свойства полипропилена // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2020. № 7 (76).
4. Дерягин Б.В., Жеребков С.К. Смачивание минеральных наполнителей каучуками общего назначения. Журнал прикладной химии. № 2, том 1, с. 122-129.
5. Липатов Ю.С. Межфазные явления в полимерах. Киев. 1986. 260 с.
6. Тожиев П.Ж., Нормуродов Б.А., Тураев Х.Х., Нуркулов Ф.Н., Джалилов А.Т. Изучение физико- механически свойств высоконаполненных полиэтиленовых композиций // Universum : Химическая технология : электронный научный журнал 2018 № 2 (47). С. 62-65
7. Чагаев С.В. Модификация наполненных композиций на основе полиолефинов и полярных полимеров резорциновыми смолами : диссертация на соискание кандидата технических наук : - Казань, 2010.- 115 с.: ил. РГБ ОД, 61 10-5/2222
8. Чуков Н.А. Композиционные материалы на основе полипропилена и наноразмерных наполнителей : диссертация на соискание кандидата технических наук : - Нальчик, 2011.- 110 с.: ил. РГБ ОД, 61 11-5/1845.
