Влияние содержания пластификатора на структурно-механические свойства сополимеров этилена

пороха условия для образования каркаса увеличиваются, однако, концентрация N0^ на реакции с участием которого влияют катализаторы, в зоне над поверхностью горения уменьшается, и эффективность катализа снижается. Кроме того, следует также учитывать то, что при этом может не достигаться оптимальное соотношение между частицами катализатора и сажи, которое играет важную роль в катализе горения [8].

Список литературы

1. Андреев, К.К. О влиянии катализаторов на горение бездымного пороха при низких давлениях / К.К.Андреев, М.М.Пуркалн // Отчёт МХТИ, 1944, инв. № 709.

2. Жуков, Б.П. Исследование и разработка баллиститных ракетных порохов. Дисс. д-ра техн. наук (издание второе). М. 1951.

3. Денисюк, А.П. Температурные профили при горении баллиститного пороха с аномальной зависимостью скорости горения от давления/ А.П.Денисюк, А.Е.Фогельзанг// Изв. Вузов. Химия и хим. техн., 1971, т. XIV, вып. 6.- С. 861 - 864.

4. Денисюк, А.П. Влияние окисей железа и кобальта на закономерности горения порохов/ А.П.Денисюк, А.Ф.Жевлаков и др.//Физика горения и взрыва. 1974, Т. 10, № 2.- С. 197-201.

5. Денисюк, А.П. Роль сажи при горении баллиститных порохов со свинецсодержа-щими катализаторами/ А.П.Денисюк, А.Д.Марголин, Н.П.Токарев и др. // Физика горения и взрыва. 1977, Т. 13, № 4.- С. 576-584.

6. Денисюк, А.П. Ведущая зона горения баллиститных порохов с катализаторами/ А.П.Денисюк, Л.А.Демидова, В.И. Галкин//Физика горения и взрыва.1995, Т. 31, № 2.- С. 3240.

7. Зиновьев, Д.В. / Д.В.Зиновьев, Ньен Чан Аунг, А.П.Денисюк и др.//Успехи в химии и химической технологии: сб. науч. тр. Т.ХХ1. № 5 (73), 2007.- С. 16-19.

8. Денисюк, А.П. О влиянии соотношения между РЬО с сажей на скорость горения баллиститного пороха/ А.П.Денисюк, Т.М.Козырева, В.Г.Хубаев // Физика горения и взрыва. 1975, Т. II, № 3, С. 315-318.

УДК: 678.741:678.049:539.3

С.В. Скрозников, Д.И. Лямкин, А.Н. Жемерикин*, А.В. Кобец*, П.А. Черкашин*, С.В. Черепенников.*

Российский химико-технологический университет им. Д.И.Менделеева, Москва, Россия *ООО «Полимерформация», Москва, Россия

ВЛИЯНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ПЛАСТИФИКАТОРА НА СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СОПОЛИМЕРОВ ЭТИЛЕНА

In this work was investigated the influence of plasticizer content (mineral oil) on the properties of ethylene copolymers with vinyl acetate (28%) SEVA - 118 and malein anhydride (1.5%) Exxelor. It was shown that a higher level of the thermodynamic compatibility and mechanical properties of the compositions on the basis of Exxelor attributable to a lesser degree of crystallinity and the ability this crystallites to be plastificated or be partially destructed by the communication with mineral oil.

Исследовано влияние содержания пластификатора (минерального масла) на свойства сополимеров этилена с винилацетатом (28%) СЭВА-118 и малеиновым ангидридом (1,5%) Exxelor. Показано, что более высокий уровень термодинамической совместимости и механических свойств композиций на основе Exxelor обусловлен меньшей степенью кристалличности и способностью самих кристаллитов к пластификации и частичному разрушению при взаимодействии с минеральным маслом.

Для стабилизации работы многожильных кабельных изделий в широком диапазоне температур и повышенной влажности среды в состав кабеля входит полимерный заполнитель, который располагается между полимерной оболочкой и изолированными жилами кабеля. Заполнитель выполняет функции теплоизоляции, защиты от влаги (гидрофобность) и повышает стабильность формы и сплошности изделия к воздействию внешних силовых импульсов [1]. В качестве полимерной основы заполнителя отечественных и зарубежных фирм используются различные полимеры - пластифицированный поливинилхлорид, а также сополимеры полиэтилена (ПЭ) с малеиновым ангидридом (Еххе1ог) и винилацетатом (СЭВА, Е^ах), пластифицированные минеральным маслом. Для снижения пожароопасности в состав заполнителя входят также мел и тальк.

Практика эксплуатации кабельных изделий показала, что в ряде случаев существует невоспроизводимость механических свойств полимерного заполнителя и уровня термодинамической совместимости при монтаже кабельных изделий, различных заводов изготовителей. Имеют место случаи выделения существенного количества пластификатора, который скапливается в распределительных коробках и плафонах светильниках, приводя к их растрескиванию.

В связи с этим в задачу настоящей работы входило исследование влияния концентрации минерального масла на свойства сополимеров этилена и сравнительная оценка эксплуатационных свойств заполнителей на основе различных полимеров.

Объектами исследования служили композиции, пластифицированные минеральным маслом на основе сополимеров полиэтилена с малеиновым ангидридом (1,5%) -Еххе1ог и винилацетатом (28%)- СЭВА-118. Физико-механические испытания проводили в соответствии с ГОСТ 270-75 на разрывной машине Р-5. Ориентировочную оценку термодинамической устойчивости проводили на основе ГОСТ 14332-69 «Метод пятна» [2], согласно которому оценивали размер пятна пластификатора на подложке из чертежной кальки, выдавленного из таблетки высотой 4 мм при воздействии напряжения 1 кгс/см2 в течение 14 суток. При этом оценивали константу термодинамической устойчивости (Ктду) представляющую собой отношение диаметров пятна и исходной таблетки. Температуры стеклования и плавления, а также тепловые эффекты плавления оценивали на дифференциальном сканирующем калориметре DCK-822 "Мettler" при скорости нагревания 100С/мин. Для сравнительной оценки размера кристаллических образований на основании зависимости оптической плотности D от длины волны X оценивали волновой экспонент n=dLgD/dLgX, величина которого обратно пропорциональна размеру частиц [3].

Свойства заполнителей на основе сополимеров СЭВА и Exxelor существенно различаются (таблица 1). Превышение предельно допустимого значения Ктду (1,2) и невоспроизводимость свойств заполнителей на основе СЭВА может быть связано с отклонением концентрации минерального масла в рецептуре композиции от оптимального значения.

Табл. 1. Свойства заполнителей на основе сополимеров СЭВА и Еххе1ог

Марка заполнителя Предприятие изготовитель Полимерная основа ор, МПа ер, % Етду

С кабеля NYM ОАО «Конкорд» г. Смоленск СЭВА 0,15 48 2,32

С кабеля ППО 0,24 30 1,88

С кабеля ППО 0,63 13 1,07

Заполнитель для NYM АО «Кировкабель» 1,5 86 2,14

Заполнитель для КУМ

Германия

Бххе1ог

0,62

28

1,12

Совместимость СЭВА с минеральным маслом хуже, чем Еххе1ог и уже при 20% масла превышает критическое значение Ктду 1,2 (рис.1).

Смасла,%

Рис.1. Зависимости Ктду сополимеров Exxelor (1) и СЭВА (2) от концентрации минерального масла.

Так как, при введении минерального масла пластифицируются, прежде всего, аморфные области это может быть связано с различной степенью кристалличности сополимеров .Действительно, как следует из данных ДСК (таблица 2) для сополимера Еххе1ог значения температур стеклования, плавления и приведенного (к массе сополимера) теплового эффекта плавления (01/фп) заметно ниже, чем для СЭВА-118. С ростом содержания минерального масла для обоих сополимеров наблюдается сходный характер изменения температур стеклования и плавления. Однако при этом величина показателя 01/фп для СЭВА-118 практически не изменяется, тогда как для Еххе1ог величина теплового эффекта плавления заметно снижается. с ростом содержания пластификатора. Это указывает на способность кристаллитов Еххе1ог пластифицироваться и частично разрушаться при введении минерального масла что служит, вероятно, дополнительным фактором увеличения совместимости.

Табл. 2. Данные ДСК сополимеров этилена с различ-ным содержанием минерального масла

С масла, % Тв,°С Тшъ ,0с 01/ ф п, Дж/г

Еххе1ог

0 -48 48 34,7

20 -62 43 24,2

40 -58 46 19,5

80 -59 43 22,5

150 -65 43 13,0

СЭВА-118

0 -20,7 83 68,7

20 -35,8 77,6 67,2

40 -33,4 81,5 72,8

80 -43 73,5 69,6

Известно [4], что в общем случае с увеличением содержания второго сомономе-ра в цепи полиэтилена степень кристалличности понижается. Поэтому меньшая степень кристалличности Еххе1ог (1,5% малеинового ангидрида) по сравнению с СЭВА-118

(28% винилацетата) обусловлена вероятно статистическим и блочным характером распределения второго сомономера соответственно. Косвенным подтверждением этому может служить меньший размер кристаллических образований Еххе1ог (п=2,82) по сравнению с СЭВА-118 (п=1,72).

Рис.2. Зависимости прочности сополимеров Рис.3. Зависимости разрывной деформации Еххе1ог (1) и СЭВА (2) от концентрации композиций на основе сополимеров Еххе1ог минерального масла (1) и СЭВА (2) от волнового экспонента

При введении пластификатора прочность композиций с Еххе1ог снижается в меньшей степени по сравнению с СЭВА-118 (рис.2), а изменение разрывной деформации имеет сложный характер. При этом для обоих сополимеров наблюдается общая тенденция к увеличению разрывной деформации с ростом размера (при уменьшении п) кристаллитов (рис.3), которые вероятно выполняют роль узлов пространственной сетки.

Таким образом, на основании данных о термодинамической совместимости и механических свойствах композиций использование сополимера Еххе1ог в качестве полимерного заполнителя кабельных изделий представляется более целесообразным.

Список литературы

1. Богородицкий, Н.П. Электротехнические материалы/ Н.П.Богородицкий и др.-Л.:Энергия, 1969. -408 с.

2. Овчинников, Ю.В. / Ю.В.Овчинников, В.П.Стесиков, Л.В.Ступень//Высокомолек. соединения. Б. 1973.- Т. 15. -№ 2.- С. 278-282.

3. Кленин, В.И. Характеристические функции светорассеяния дисперсных систем/ В.И.Кленин, С.Ю.Щеголев, В.И.Лаврушин.- Изд-во СГУ, 1977. -177 с.

4. Сирота, А.Г. Модификация структуры и свойств полиолефинов.- М.:Химия,1984.-152 с.

УДК 662.311.1

А.И. Студилин, С.А. Филатов, В.В. Серушкин, В.П. Синдицкий Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ СКОРОСТИ ГОРЕНИЯ ТРТ НА АКТИВНОМ СВЯЗУЮЩЕМ