Водопоглощение модифицированных сополимеров этилена Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

УДК 678.742

Н. Е. Темникова, С. Н. Русанова, О. В. Стоянов ВОДОПОГЛОЩЕНИЕ МОДИФИЦИРОВАННЫХ СОПОЛИМЕРОВ ЭТИЛЕНА

Ключевые слова: сополимеры этилена, аминосиланы, водопоглощение.

Исследовано водопоглощение сополимеров этилена с винилацетатом, сополимеров этилена с акрилатами и тройных сополимеров этилена с винилацетатом или акрилатами и малеиновым ангидридом

Key words: ethylene copolymers, aminosilanes, water absorption.

The water absorption of ethylene copolymers with vinyl acetate, ethylene-acrylate copolymers and terpolymers of ethylene with vinyl acetate or acrylates and maleic anhydride was investigated.

Введение

Традиционное силанольное структурирование полимеров, модифицированных непредельными алкоксисиланами, осуществляется за счет образования силоксановых звеньев в процессе гидролиза под действием влаги. Известно, что данная реакция протекает уже при комнатной температуре [1-2]. Поэтому представляет интерес изучение кинетики водопогло-щения исследуемых композиций.

Объекты и методы исследований

В качестве объектов исследования использовались: сополимер этилена с винилацетатом (СЭВА30) марки 11808-240 производства ОАО «Сэвилен» (ТУ 6-05-1636-97); сополимер этилена с винилацетатом и малеиновым ангидридом (СЭВАМА26) марки Orevac 9305 производства «Arkema»; сополимер этилена с бутилакрилатом (СЭБА) марки Lotryl 35 ВА 320 производства «Atofina»; сополимер этилена с бутилакрилатом и малеиновым ангидридом (СЭБАМА4210) марки Lotader 4210 производства «Arkema». Модификаторы - [3-(2-аминоэтиламин)пропил]триметоксисилан (ДАС), у-

аминопропилтриэтоксисилан (АГМ-9).

Реакционное смешение компонентов, получение образцов для исследований и проведение испытаний проводили по методикам, приведенным в работах [3-6].

Результаты и их обсуждение

При введении в двойные и тройные сополимеры этилена кремнийорганических аминов наблюдается существенное увеличение водопоглощения модифицированных сополимеров. Причем прирост массы тем сильнее, чем больше содержание модификатора в композиции. Максимальное увеличение данного показателя (до 7 - 7,5 мас. %) наблюдается для СЭВА30, модифицированного 10 мас. % ДАС, минимальное (1 - 1,5 мас. %) - для композиций СЭВАМА26 и СЭБА с АГМ-9. При модификации СЭБАМА4210 АГМ-9 значения масса образца при водопоглощении практически не изменяются с ростом концентрации модификатора и составляют 0,2 - 0,3 мас. %.

Таким образом, различия значений водопоглощения систем полимер-модификатор объясняются различиями в строении последних. При сравнении между собой модификаторов можно сказать, что для композиций на основе всех рассматриваемых полиолефинов с ДАС прирост массы больше, чем для композиций с АГМ-9. Это связано с большей способностью ДАС разрыхлять структуру полимера вследствие его большей пространственной протяженности. При одновременном рассмотрении различных полимеров видно, что прирост массы убывает в ряду СЭВА30 ^ СЭБА ^ СЭВАМА26^ СЭБАМА4210. Это связано, возможно, с образованием в случае двойных сополимеров более разрыхленной привитой структуры, тогда как для тройных сополимеров наиболее вероятно образование более плотной химической сетки.

Все изученные образцы после достижения максимального насыщения извлекались из воды и подвергались вакуумной сушке. Это привело к потере массы, и возвращению ее к пер-

воначальным значениям. Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что приращение массы образцов происходит, в основном, вследствие диффузии молекул воды в полимер. Возможная химическая реакция к заметным изменениям массы образцов не приводит.

Вероятность протекания в полимере химических реакций, обусловленных воздействием воды, можно подтвердить с помощью ИК-спектроскопии. Представленные на рис. 1, 2. ИК-спектры НПВО модифицированных полимеров до и после выдержки в воде демонстрируют наличие изменений в химической структуре образцов.

V, см-1 а

V, см-1 б

Рис. 1 - ИК-спектры НПВО СЭВА, модифицированных 10 масс. % ДАС (а) и АГМ-9 (б): 1 - до выдержки в воде, 2 - после выдержки в воде

V, см-1 а

V, см-1

б

Рис. 2 - ИК-спектры НПВО СЭВАМА, модифицированных 10 масс. % ДАС (а) и АГМ-9 (б): 1 - до выдержки в воде, 2 - после выдержки в воде

Литература

1. Сирота, А.Г. Модификация структуры и свойств полиолефинов А.Г. Сирота. - Л.: Химия, 1984.

2. Евдокимов, Е.И. Композиционые материалы на основе сшивающихся полиолефинов / Е.И.Евдокимов и др. - М.: Изд-во НИИТЭХИМ, 1976.

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 Казан. технол. ун-та. - 2006. - №1. - 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 Казанского технологического университета. - 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.

© Н. Е. Темникова - асп. каф. технологии пластических масс КНИТУ; С. Н. Русанова - канд. техн. наук, доцент той же кафедры; О. В. Стоянов - д-р техн. наук, проф., зав. каф. технологии пластических масс КНИТУ, ov_stoyanov@mail.ru.