CC BY
87
УДК 678.074
Г. Г. Богатеев, Л. М. Галеева, И. А. Абдуллин ОСОБЕННОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ СМЕСЕВЫХ ОЛЕФИНОВЫХ ТЕРМОЭЛАСТОПЛАСТОВ
Ключевые слова: смесевые термоэластопласты, литье под давлением, экструзия, прочность, модуль упругости.
Показана возможность получения смесевых олефиновых термоэластопластов с высокими эксплуатационными характеристиками за счет совместного использования полипропилена и этиленпропиленового каучука СКЭПТ и формования изделий на их основе методами литья под давлением и экструзией.
Keywords: mixed, thermoplastic elastomers, moulding, extrusion, strength, modulus of elasticity.
The possibility of obtaining mixed olefin thermoplastic with high performance by sharing polypropylene and ethylene propylene rubber (EPDM)) and product forming by injection molding and extrusion was shown.
Расширение областей применения изделий из полимерных композиционных материалов связано с увеличением производства термоэластопла-стичных материалов, обладающих свойствами эла-стомерных и термопластичных материалов. Термопластичные смесевые олефиновые эластомеры представляют собой физические смеси, состоящие из полиолефинов - "твёрдых сегментов" и синтетических каучуков - "мягких сегментов". Такие материалы используют для изготовления большой номенклатуры изделий различного назначения, а их переработку (с добавлением наполнителей и пластификаторов) осуществляют на оборудовании, пригодном как для производства изделий из эластомеров - на основе различных каучуков, так и на оборудовании для переработки пластмасс [1-3].
Отличительной особенностью при производстве изделий из термоэластопластов методами экструзии и прессования является исключение процесса вулканизации, что удешевляет их изготовление. ТЭП способны к многократной переработке, что открывает возможность создания безотходной технологии [1].
В смесевых олефиновых ТЭП, взамен высокомолекулярных каучуков, придающих изделиям ряд уникальных свойств, как правило, используют резиновую крошку. В смесевых ТЭП, занимающих промежуточное положение между пластмассами и резинами, чаще всего применяют этилен-пропиленовый каучук (СКЭПТ).
Для получения смесевых олефиновых ТЭП с высокими эксплуатационными свойствами используют определенные марки полипропилена и СКЭПТ. В то же время получение смесевых ТЭП с использованием конкретных марок полимеров является достаточно сложной задачей, поскольку в зависимости от технологии получения, полимеры у различных производителей имеют различные свойства, даже при одинаковых показателях.
В отличие от других ТЭП, смесевые олефи-новые ТЭП имеют низкий показатель предела текучести расплава (ПТР менее 5 гр/10 мин), более низкую плотность (870-1090 кг/м ) и стоимость, улучшенные диэлектрические характеристики, большой интервал температур эксплуатации, повышенную стойкость к воздействию кислорода, озона, УФ-излучения, воды и водяного пара, химических реагентов, а также - к ударам и многократному изгибу.
В зависимости от состава и способа получения твердость по Шору А можно изменять в пределах 55-95 ед. (по Шору D 40-70 ед). Все это открывает широкие возможности по изготовлению изделий из смесевых ТЭП различного назначения.
Свойства смесевых олефиновых ТЭП существенно зависят от природы используемых эластомеров и термопластов, их соотношения, молекулярных характеристик полимеров и условий их получения, природы и количества наполнителей, а также способа их совмещения. С другой стороны, смесе-вые ТЭП можно получать непосредственно на стадии синтеза и тогда их можно рассматривать как гетерофазные системы, состоящие из эластомерной фазы и жестких кристаллических блоков [4].
С целью придания изделиям для различных областей применения требуемого комплекса свойств изменяют указанные параметры, что позволяет при этом получать продукты, достигая оптимальных свойств материала и экономичности переработки термоэластопластов в изделия.
Конечные свойства продукта совершенствуются с увеличением степени ориентации, которая является функцией величины сдвига, относящейся к полимерному расплаву. Поэтому изделия, получаемые литьем под давлением, обладают лучшими свойствами при растяжении, чем изделия, получаемые шприцеванием (экструзией) [4-6].
Однако смесевые олефиновые ТЭП при повышенных температурах обладают неудовлетворительными высокоэластическими свойствами, имеют невысокую стойкость к агрессивным средам, вследствие чего области широкого практического применения смесевых олефиновых ТЭП ограничены.
Отходы изделий из термопластичных материалов легко утилизируются, однако остаточная деформация материалов обычно высокая [1,5,6].
Анализ литературы показал, что для изготовления качественных изделий с улучшенным балансом модуля упругости при изгибе и ударной вязкости при температурах эксплуатации необходимо использовать эластомерную термопластичную композицию, включающую 60 - 85% полимера пропилена с широким молекулярно-массовым распределением и 15 - 40% полиолефинового каучука, состоящего из сополимера этилена-пропилена. Содержание этилена в сополимере этилена-пропилена должно быть не менее 65% мас.
Таким образом, при разработке смесевых ТЭП, перерабатываемых в изделия методами литья под давлением или шприцеванием (экструзией) необходимо использовать сочетание сополимера пропилена с полиолефиновым каучуком на основе эти-лена-пропиленового сополимера в определенном соотношении. При этом, используя определенные марки эластомеров и термопластов, можно получать изделия с заданным комплексом свойств - по показателям плотности, температурного интервала эксплуатации, стойкости к внешним воздействиям, статическим и динамическим нагрузкам.
Литература
1. Переработка пластмасс: справочное пособие / под ред.
В.А. Брагинского. - Л.: Химия, 1985. - 296 с.
2. 4. Богатеев Г.Г., Ахатова Л., Абдуллин И.А. Вестник Казанского технологического университета, 16, 18, 132134 (2013).
3. Богатеев Г.Г., Ахатова Л., Абдуллин И.А. Вестник Казанского технологического университета, 16, 18, 140142 (2013).
4. Ермаков С.Н. Химическая модификация и смешение полимеров при реакционной экструзии / С.Н. Ермаков, М.Л. Кербер, Т.П. Кравченко // Пласт. массы. - 2007. -№ 10. - С. 25-29.
5. Махлис Ф.А. Технологический справочник по резине / Ф.А. Махлис, Д.Л. Федюкин. - М.: Химия, 1989. -400 с.
6. Канаузова А.А. Получение термопластичных резин методом «Динамической вулканизации» и их свойства: Тем. обзор / А.А. Канаузова, М.А. Юмашев, А.А. Донцов. - М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1985. - 69 с.
© Г. Г. Богатеев - канд. техн. наук, доц. каф. технологии изделий из пиротехнических и композиционных материалов КНИТУ, spektr@kstu.ru; Л. М. Галеева - студ. той же кафедры; И. А. Абдуллин - д-р техн. наук, проф., зав. каф. технологии изделий из пиротехнических и композиционных материалов КНИТУ, ilnur@kstu.ru.
