CC BY
88
УДК 678.011
С. Н. Русанова, Н. Е. Темникова, Э. Р. Мухамедзянова,
О. В. Стоянов
МОДИФИКАЦИЯ СОПОЛИМЕРОВ ЭТИЛЕНА АМИНОТРИАЛКОКСИСИЛАНОМ
Ключевые слова: сополимеры этилена, кремнийорганические соединения, сшивающий
агент.
Изучена возможность использования в качестве сшивающего агента сополимеров этилена с винилацетатом и сополимеров этилена с винилацета-том и малеиновым ангидридом у-аминопропилтриэтоксисилана.
Keywords: copolymers of ethylene, organosilicon compounds, crosslinking agent.
The possibility of using y-aminopropyltriethoxysilane as crosslinking agent copolymers of ethylene with vinylacetate and copolymers of ethylene with vinylace-tate and maleic anhydride.
Введение
Ранее [1-6] была изучена модификация этилсиликатом сополимеров этилена с винилацетатом, акрилатами, тройных сополимеров (с винилацетатом и малеиновым ангидридом). Мы предположили, что и аминосиланы, которые ранее использовались для отверждения эпоксидных смол, могут служить модификаторами сополимеров этилена.
Целью данной работы явилась изучение возможности использования аминосилана в качестве сшивающего агента сополимеров этилена с винилацетатом (СЭВА) и сополимеров этилена, винилацетата и малеинового ангидрида (СЭВАМА).
Экспериментальная часть
В качестве объектов исследования использовались сополимеры этилена с винилацетатом (СЭВА) Evatane2020 и Evatane 2805 (АТОЕША)с содержанием винилацетата 19 и 27 % мас. соответственно; сополимеры этилена с винилацетатом и малеиновым ангидридом (СЭВАМА) марок Orevac 9707 и Orevac 9305 (Arkema) с содержанием винилацетата 13 и 26 % мас. Модификатор- у-аминопропилтриэтоксисилан (АГМ-9).
Реакционное смешение компонентов, получение образцов для исследований и проведение испытаний проводили по методикам приведенным в работах [1-6].
Результаты и их обсуждение
Изменение химической структуры макромолекул в результате полимераналогичных превращений можно проанализировать с помощью различных спектральных методов. Качественные различия ИК-спектров модифицированных и немодифицированных образцов это подтверждают (рис. 1). В модифицированном СЭВА появляются характеристические полосы 11101180, 1020-1090, 780-830 см-1, относящиеся к колебаниям связей Si-O, Si-O-Si- и Si-O-C, а
1 1
также полосы 1630 см" и 1570 см- , относящиеся к деформационным колебаниям первичного и вторичного аминов соответственно. В области 3100-3500 см-1 в спектрах модифицированных СЭВА, присутствует одна широкая полоса, что характерно для веществ, имеющих в своем составе группы вторичного амина. Смещение этой полосы в область бо-
лее низких частот свидетельствует о наличии водородных связей между протоном аминогруппы и кислородом сложноэфирной группы полимера или алкоксигруппы модифицирующей добавки.
б
Рис. 1 - ИК-спектры : а - СЭВА19 исходного (1) и модифицированного 10 % мас. аминосилана (2); б - СЭВАМА13 исходного (1) и модифицированного 7% мас. аминосиланом (2)
Полосы, характерные для кремнийсодержащих фрагментов имеются как в спектрах модифицированного СЭВА, так и в спектрах СЭВАМА. Но в спектрах модифицированного тройного сополимера этилена, винилацетата и малеинового ангидрида отсутствуют полосы в области 3400 - 3500 см-1 (рис.1б), что свидетельствует о взаимодействии аминопро-пилтриэтоксисилана с ангидридной группой с образованием третичного амина.
Известно, что введение сшивающих агентов в полиолефины приводит к резкому снижению ПТР и даже потере текучести полимеров, что и наблюдается при введении аминосилана в исследованные сополимеры. Экстракция кипящим дихлорэтаном подтвердила образование сшитых структур в модифицированных СЭВАМА (содержание гель-фракции до 40 %).
Физико-механические испытания полученных образцов показали, что введение аминосилана приводит к снижению значений относительного удлинения и значительному увеличению прочности модифицированных сополимеров (до 15-30% для СЭВА и 30-120% для СЭВАМА, в зависимости от марки), причем на модифицирующий эффект существенное влияние оказывает содержание винилацетата в сополимере (табл.1).
Таблица 1 - Физико-механаческие характеристики модифицированных сополимеров
Концентрация АГМ-9, % мас. Evatane2020 Evatane 2805 Orevac 9707 Orevac 9305
МПа О4 ,р W °р. МПа О4 ,р W °Р- МПа О4 ,р W °Р- МПа О4 ,р W
0 13,9 779 22,3 805 19,2 624 5,9 584
1 18,8 661 25,2 700 18,3 528 6,8 522
3 16,2 604 29,9 682 21,3 460 7,2 483
5 17,3 600 27,9 663 23,1 461 10,3 485
7 19,6 615 29,8 678 22,6 459 12,9 479
10 20,5 621 27,3 680 14,7 467
V. см
V. см
а
Таким образом, в ходе проведенных исследований было установлено, что использование аминоалкоксисиланов в качестве структурирующего агента для сополимеров этилена позволяет улучшить прочностные показатели модифицированных композиций.
Литература
1. Русанова, С.Н. Дисс. ... канд. техн. наук: 02.00.16 / Русанова Светлана Николаевна. -Казань: Казанский гос. технол. ун-т, 2000.- 119с.
2. Стоянов, О.В. Химическое строение сополимеров этилена с винилацетатом, модифицированным предельным алкоксиланом, по данным ИК спектроскопии / О.В.Стоянов, С.Н.Русанова, О.Г.Петухова, А.Б.Ремизов // Журн. прикл. химии.- 2001. -Т. 74.- № 7.- С. 1174-1177.
3. Стоянов, О. В. Модификация промышленных этиленвинилацетатных сополимеров предельными алкоксисиланами / О.В.Стоянов, С.Н.Русанова, Р.М.Хузаханов, О.Г.Петухова, А.Е.Чалых, В.К.Герасимов// Вестник Казан. технол. ун-та. - 2002. - №1-2. - С.143-147.
4. Чалых, А.Е. Влияние фазовой структуры сополимеров этилена с винилацетатом, модифицированных этилсиликатом, на их реологические свойства/ А.Е.Чалых, В.К.Герасимов, С.Н.Русанова, О.В.Стоянов// Вестник Казанского технологического университета. 2006. N1. - С.156-163.
5. Русанова, С.Н. Влияние кремнийорганических модификаторов на структурные характеристики и эксплуатационные свойства полимеров./ С.Н.Русанова, С.Ю.Софьина, О.В.Стоянов // Вестник Казан. технол. ун-та. - 2008. - №5. - С.85-90.
6. Янаева, А. О. Модификация акрилатных сополимеров кремнийорганическими соединениями / А.О.Янаева, С.Н.Русанова, О.В.Стоянов, А.Б.Ремизов // Структура и динамика молекулярных систем: Сб. статей, Йошкар-Ола: МарГТУ. -2009- Вып XVI ч. 1 - С. 298-302.
© С. Н. Русанова - канд. техн. наук, доц. каф. технологии пластических масс КГТУ, [email protected]; Н. Е. Темникова - асп. каф. технологии пластических масс КГТУ; Э. Р. Му-хамедзянова - канд. техн. наук, доцент каф. технологии пластических масс КГТУ; О. В. Стоянов -д-р техн. наук, проф., зав. каф. технологии пластических масс КГТУ.
