CC BY
50
УДК 678.19
П.А. Алексеев мл., М.М. Селянин, B.C. Осипчик, А.А. Алексеев
Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева, Москва, Россия Новомосковский институт РХТУ им. Д.И. Менделеева, Новомосковск, Россия
МОДИФИКАЦИЯ СМЕСЕЙ АБС-2020 С ПОЛИАМИДОМ 6
Изучено влияние добавок пероксида SMD-7,5 (до 1,5 % по массе) на свойства смесей АБС+ПА-6 (1:1 по массе): показатель текучести расплава, предел текучести при растяжении, прочность и относительное удлинение при разрыве, ударная вязкость по Шарпи без надреза и другие. Продолжение исследований в данном направлении представляется перспективным.
Studied influence of additives peroxide SMD 7, 5 (up to 1.5% by mass) on the properties of mixtures of ABS + PA-6 (1: 1 mixture, by mass): melt flow rate on IIRT, tensile strength at yield point, tensile strength, elongation at break, impact strength on charpi, no notched sample and other. Further research in this area seems promising.
Акрилонитрилбутадиенстирольные пластики (АБС-пластики) и полиамиды широко используются в различных областях техники, в быту, в медицине. Однако это не означает того, что данные материалы в полной мере отвечают всем запросам потребителей. Например, от АБС-пластиков, при сохранении цены, хотелось бы ожидать большей теплостойкости, от полиамидов - большей гидрофобности и т.д.
Недостатки отдельно взятых полимеров могут быть частично устранены путем их совмещении в одном полимерном материале. Доказательством этого являются поставляемые в нашу страну смеси АБС+полиамид известного химической компании «BASF - TheChemicalCompany».
Целью работы явилось исследование возможности совершенствования свойств смесей АБС+ПА путем введения в их состав малых добавок пероксида марки SMD-7,5 (SMD).
Первичными объектами исследования явились смеси (1:1 по массе) сополимера АБС-2020 и полиамид 6, содержащие различные количества пероксида SMD (табл. 1). Смеси гранулировали на экструдере «Schwabentan» и далее перерабатывали литьем под давлением на термопластавтомате ДХ-3224 в стандартные образцы.
Табл.1. Объекты исследования и условия их получения
Компонент М-1 М-2 М-3 М-4 М-5
ПА-6 (Гродно, 2009 г.в.), % 50
АБС-2020 (2008 г.в.), % 50
Партия М-1, гранулы, % 100 100 100 100
SMD-7,5 (2009 г.в.), % 0,5 1,0 1,5
Грануляция да да
Литье на ТПА ДХ-3224
Установлено, что какие-либо особенности при переработке смесей и экструзией и литьем под давлением, связанные с наличием в их составе продукта БМБ, визуально не фиксируются. Все материалы демонстрировали хорошую технологичность.
О влиянии добавок БМБ на свойства смесей АБС+полиамид, взятых в массовом соотношении 1:1, свидетельствуют данные табл. 2.
Видно, что введение в состав смеси полимеров пероксида БМБ в количестве 0,5 и 1,0 % практически не сказывается на ее текучести (230° С, 10 мин, 5 кгс). Некоторое снижение текучести смеси АБС+полиамид наблюдается только в присутствии 1,5% пероксида БМБ.
Введение в состав смеси АБС+полиамид добавок пероксида БМБ не сказывается на цвете получаемых изделий, что косвенно указывает на отсутствие протекания в процессе переработки каких-либо деструктивных процессов.
Остаются неизменными и показатели, определяемые при растяжении (50 мм/мин): прочность (орр) и относительное удлинение при разрыве (врр). Характерной особенностью материалов, в отличие от исходных компонентов, является отсутствие у них предела текучести при растяжении, имеет место хрупкое разрушение.
Можно считать, что и условная прочность при изгибе (аиУ) и ударная вязкость по Шарпи без надреза (аш) также не претерпевают изменений при модификации смеси АБС+полиамид добавками пероксида БМБ.
Табл. 2. Влияние добавок 8МБ-7,5 на свойства смесей АБС-2020 + ПА-6
Показатель М-2 М-3 М-4 М-5
ПТР, г/10 мин 20,4 19,7 19,9 19,2
Цвет образцов соломен. соломен. соломен. соломен.
оРТ (50 мм/мин), МПа - - - -
орр, МПа 47,2 47,1 42,7 48,9
8РР, % (50 мм/мин) 7 5 5 7
расслоение при растяжении нет нет нет нет
ои.у., МПА (к = 6 мм) 38,7 43,4 44,3 42,0
аш, кДж/м2 30,5 30,3 25,2 29,3
Тв (5 кгс), оС 120 122 123 122
Полимерные композиции состава АБС+полиамид в соотношении 1:1с различным содержанием пероксида БМБ апробированы в качестве модификатора (компатибилизатора) для смеси АБС+полиамид с итоговым соотношением полимерных компонентов 7:3 (табл. 3).
Установлено, что использование модификатора с большим содержанием пероксида БМБ приводит к получению полимерного материала с меньшим показателем текучести расплава, что косвенно указывает на возможное протекание процессов сшивки макромолекул. Данный возможный процесс не сопровождается заметным развитием деструктивных процессов, о чем свидетельствует цвет получаемых стандартных образцов, способность бру-
сков к многократным перегибам, значения относительного удлинения при разрыве.
Табл. 3. Состав композиций АБС-2020 + ПА-6 + модификатор
Компонент П-1 П-2 П-3 П-4 АБС-ПА-30
АБС-2020 , % 61,7 61,7 61,7 61,7 70
ПА-6, % 21,7 21,7 21,7 21,7 30
М-2, г 16,6
М-3, г 16,6
М-4, г 16,6
М-5, г 16,6
Грануляция да
Литье на ТПА ДХ-3224
Применение модификатора с различным содержанием пероксида БМБ явно положительно сказывается на прочностных свойствах итогового материала 70 % АБС + 30 % полиамида: на пределе текучести при растяжении, прочности при разрыве, условной прочности при изгибе и особенно ударной вязкости (табл. 4).
Табл.4. Свойства композиций АБС-2020 + ПА-6 + модификатор
Показатель П-1 П-2 П-3 П-4 АБС-ПА-30
ПТр, г/10 мин 8,0 8,3 7,8 7,4 8,4
Цвет образцов солом. солом. солом. солом. солом.
Число перегибов брусков >30 >30 >30 >30 >30
до излома
расслоение при изгибах нет нет нет нет нет
Трещины при изгибах нет нет нет нет нет
орт, МПа 39,2 45,0 44,5 43,1 37,1
орр, МПа 36,6 41,6 39,7 40,4 35,5
8рр, % 11 8 8 8 6
расслоение при растяже- нет нет нет нет нет
нии:
ои.у., МПА (к = 6 мм) 40,9 38,9 40,9 40,8 36,9
аш, кДж/м (без надреза) 35,8 51,4 43,2 39,3 25,7
Тв (5 кгс), оС 114 116 116 115 114
Информация, представленная в табл. 1-4, отражает свойства изделий, получаемых из материалов по схеме: холодное механическое смешение исходных компонентов, грануляция на экструдере «Schwabentan» и далее литьем под давлением на термопластавтомате ДХ-3224 с максимальным объемом впрыска 45 см .
Информация, представленная в табл. 5-6, отражает свойства изделий, получаемых из материалов по схеме: холодное смешение исходных компо-
нентов и далее непосредственная переработка получаемых смесей литьем под давлением на термопластавтомате ДА-3130 с максимальным объемом впрыска 200 см3 без их предварительной грануляции.
Табл. 5. Составы композиций АБС+ПА-6, перерабатываемых _без предварительной грануляции_
Компонент П-5 П-6
АБС-2020, % 70 70
ПА-6 (Гродно), % 30 30
Добавка SMD-7,5, % 1,0
Грануляция нет
Литье на ТПА ДА-3130
Табл.6. Свойства композиций АБС+ПА-6
Показатель П-5 П-6
ПТР (на брусках), г/10 мин 10,0 11,0
Внеш. вид образцов хор хор
Цвет образцов соломенный соломенный
Цвет образцов по Ral 1015 1015
Перегибов бруска до излома > 30 > 30
Расслоение при изгибах нет нет
Трещины при изгибах нет нет
оРТ, МПа 40,4 37,7
оРР, МПа 33,5 34,0
8РР, % (50 мм/мин) 18 35
Расслоение при растяжении нет нет
Шейка при растяжении да, нет да
ои.у., МПА (h = 6 мм) 32,3 32,6
аШ, кДж/м2 (без надреза) > 90* > 90*
Тв (5 кгс), оС 120 120
Ул, % 0,7 0,7
Уб, % 0,3 0,3
*) определяли спустя 14 суток с момента изготовления образцов.
Видно (табл. 6), что введение добавки пероксида БМБ в состав смеси АБС-2020 + полиамид 6, полученной смешением исходных компонентов в соотношении 7:3, практически не оказывает влияния на ее свойства, за исключением двух показателей: относительного удлинения при разрыве и ударной вязкости. В целом, результаты проведенных исследований свидетельствуют о целесообразности продолжения работы по модификации смесей АБС-2020+полиамид 6 добавками пероксида БМБ и других пероксидов. При этом особое внимание следует обратить на порядок их формирования в течение не менее двух недель с момента отливки стандартных образцов.
