INVESTIGATION OF DICUMYL PEROXIDE, POTASSIUM HYDROXIDE AND THEIR COMBINATION EFFECT ON THE PROPERTIES OF ULTRAHIGH MOLECULAR WEIGHT POLYETHYLENE
Authors: Неустроева О.С. , Сидорова Д.Н. 
Published: December 2023

Актуальной задачей является возможность расширения области применения полимерных материалов и композитов на их основе. Известно, что полиэтилен является инертным материалом за счет предельности углеводородных соединений. В работе представлены результаты исследования физико-механических и структурных свойств полимерных композиционных материалов на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ), наполненных дикумилпероксидом (ДКП), гидроксидом калия (ГК) и их совместной комбинацией. Структурные исследования представляют собой получение ИК-спектров и снимков поверхности композитов, физико-механические — проведение испытаний на разрыв и сжатие. В ходе исследования физико-механических свойств СВМПЭ и его композитов было выявлено, что относительное удлинение при разрыве уменьшается в 16 раз при добавлении ДКП в СВМПЭ, прочность при растяжении уменьшается в два раза. Прочность при сжатии композита на основе СВМПЭ и ДКП аналогично характеризуется низкими показателями, а с добавлением щелочи прочность не существенно разнится от исходного СВМПЭ. Методом электронной микроскопии установлено, что с добавлением ДКП в СВМПЭ наблюдается разрыхление морфологии композита, а с добавлением ГК отмечается появление сферических частиц щелочи. Методом ИК-спектроскопии выявлено, что при добавлении ДКП и ГК в СВМПЭ появляются интенсивные полосы поглощения, которые указывают на наличие связи -О-О-, а также наличием свободных -ОН групп. Помимо этого не исключено наличие R-ОН групп, обусловленное возможным появлением спирта в ходе реакции дикумилпероксида с гидроксидом калия.

The expanding the capabilities of polymer materials and composites based on them is a relevant task. It is known that polyethylene is an inert material due to its saturation. The paper presents the results of a study of the physical and mechanical and structural properties of polymer composite materials based on ultrahigh molecular weight polyethylene (UHMWPE) filled with dicumyl peroxide (DCP), potassium hydroxide (PH) and their combination. Structural studies were also conducted with IR spectroscopy and images of the surface of composites were obtained combined with physical and mechanical tests for rupture and compression. During the study of the physical and mechanical and structural properties of UHMWPE and its composites, it was revealed that the elongation at break decreases by 16 times when DCP is added. The tensile strength of composites containing DCP is two times less than the strength values of the initial unfilled polymer. The compressive strength of a composite based on UHMWPE and DCP is similarly characterized by low indicators, and with the addition of PH the values do not differ significantly from the initial UHMWPE. By using electron microscopy it was found that with the addition of DCP to UHMWPE the morphology loosening of the composite is observed. With the addition of PH the spherical alkali particles were noted. IR spectroscopy revealed that with DCP and PH addition to UHMWPE an intense absorption bands appeared. This indicates the presence of an -O-O- bonds as well as the presence of free -OH groups. In addition, the presence of R-OH groups is not excluded, due to the possible appearance of alcohols during the reaction of dicumyl peroxide with potassium hydroxide.