CC BY
11
УДК 620.22:539.2
В.И. Суриков, V.I. Sunken?, e-mail: хип>аЩ,таИ.ги М.А. Зверев, М.А. Zverev, e-mail: [email protected] ЕЛ. Рогачев, Е.А. Rogachev e-mail: [email protected] Омский государственный технический университет, г. Омск. Россия Omsk State Technical University. Omsk, Russia
ПРОЦЕСС ^-РЕЛАКСАЦИИ ПОЛИИМИДА, НАПОЛНЕННОГО СКРЫТОКРИСТАЛЛИЧЕСКИМ ГРАФИТОМ
THE PROCESS OF p-RELAXATTON OF POLYIMIDE FITTED WITH CRYPTOCRYSTALUNE GRAPHITE
Изучены спектры внутреннего греннл в поднимите на основе ангндрнда бензофенонтетражарбоновой кислоты и днамнндифеннлового эфнра (БЗФ), наполненного скрьлокрнсталлнческнм графитом, в области р-релаксацнонного перекода. Проанализировано влияние наполнителя на характеристики перехода.
The internal friction spectra of polyimide based oil benzopkenontetracarbonic acid anhydride and on diamindiphenil ether (BZF) filled with crypto crystalline graphite have been studied in the relaxation transition region. The filler influence on the transition characteristics has been analysed.
Ключевые слова: наполненные полиамиды. скрытокриапапаческий графит, внутреннее трение, ?ne\i-пературные зависимости, ¡¡-релаксация, энергия активации
Keywords: filled poiyimides, cr)ptocrystalline graphite, internal friction, temperature dependences, /¡-relaxation, activation energy
Полиимидные материалы широко используются в качестве антифрикционных и конструкционных материалов из-за повышенных физико-механических характеристик. Кроме того, данные материалы возможно применять в области низких и высоких температурка
В ароматических пшшимидах присутствуют три основных релаксационных перехода: низкотемпературный у-переход, среднетемпературный ^-переход и высокотемпературный а-переход. р-переход связан с прочно с тннми и упругими свойствами полимера. Он присутствует в широком температурном диапазоне. Процесс р-релаксации по всей видимости обусловлен в первую очередь колебаниями определенных химических группировок и прежде всего вращательными колебаниями фенильных циклов [1, 2]. Однако, все основные звенья цепей также участвуют в р релаксационном процессе.
Как известно, введение в полимерную матриц}7 частично кристаллических полимеров структурно активных наполнителей (к ним относится графит) должно влиять на релаксационные процессы и физико-механические свойства полимерных компгаициоппых материалов
Исследовались спектры внутреннего трения полиимида на основе ангидрида бензо-фенонтегракарбоновой кислоты и диаминдифенилового эфира (БЗФ), наполненного скры-токристаллическим графитом (СКГ) марки ГЛС-3. Композиционные материалы БЗФ-15 % СКГ и БЗФ-ЗО % СКГ содержали 15 и 30 массовых % скрытокристаллического графита соответственно, а БЗФ-ЗО % СКГ содержал также 20 % нитрида бора.
Вязкоупрутие динамические характеристики изучали методом свободных затухающих колебаний на частоте ~1Гц (обратный вертикальный крутильный маятник ГОСТ 2081283). Для тангенса утла механических потерь tg6 абсолютная погрешность измерения составляла не более 5 %.
Из эксперимента следует, что при введении в БЗФ скрытокристаллического графита наблюдается аномальное изменение характеристик максимума (рис. 1). При этом сохраняется обший характер температурной зависимости фактора потерь.
Некоторые характеристики р-релаксацнонного процесса приведены в табл. 1. Энергия актавашш рассчитывалась с параметрами Ср=1 и Вр=5*10"1_ с по формуле [3]:
ир=23КТр1ё[(Ср/(2тп,рВр)],
где Тр и Ур - температура и частота перехода.
Рис. 1. Зависимость тангенса угла механичнжиж потерь от температуры для материалов: 1 - БЗФ; 2 -БЭФ-15 % СКГ; 3 - БЗФ-ЗО % СКГ
Температура Тр р-перехода для БЗФ с 15 % наполнением значительно понижается с уменьшением птощади под максимумом Эр и ширины максимума на полу высоте 4Тр1.<2 с возрастанием в БЗФ с 30 % наполнением СКГ. Можно предположить, что это связано с изменением состояния аморфной фазы, а также с появлением кристаллической фазы матрицы Для БЗФ с 30 % наполнением ДТр1/2 незначительно уменьшается по сравнению с БЗФ, а площадь Бр.. температура Тр р-перехода и энергия активации Цр остаются такими же (табл. 1).
Таблица 1
Характеристики В-перехода системы БЗФ-СКГ
V?, Гц Т,ьК №1), еДж/ыоль АТ^К
0 181 411 90,4 109 2,59
15 2,70 385 85,1 71 1,28
30 3.09 411 90,7 104 2,58
Таким образом, введение в БЗФ скрытокрнсталлического графита не изменяет общего характера зависимости фактора потерь от температуры. Наблюдаются изменения лишь характеристик максимума, соответствующего |3-ре лактационному процессу. С: увеличением содержания СКГ характеристики максимума заметно изменяются. Причем, изменения этих характеристик носят аномальный характер.
Библиографический список
1. Мнтченко, Ю. И. О молекулярных движениях в ароматических полиимидах / Ю. И. Мнтченко.. А. В. Долгов. Е. П. Краснов /У Высокомолекулярные соединения. Сер. А. -1975. - Т. 17. № 9. - С. 2091-2097.
2. Структурно-кинетическая модель полимеров ароматического строения /Е. П. Краснов [и др.] И Высокомолекулярные соединения. Сер. А. - 1977. - Т. 19, № 7. - С. 1566-1577.
3. Бартенев, Г. М Релаксационные свойства полимеров ! Г. М. Бартенев. А. Г. Бартенева. - М. : Химия, 1992. - 384 с.
110
