Композиционные материалы светотехнического назначения на основе полистирола

9

О Л 0 X U в химии и химической технологии. Том XXV. 2011. №3

Таким образом, представленные данные говорят о перспективности дальнейших исследований применения наноалмазов в качестве наполнителей полимерных матриксов для тканевой инженерии.

Библиографические ссылки

1. Sofia Regnell Andersson. Polylactide Stereocomplexation Leads to Higher Hydrolytic Stability but More Acidic Hydrolysis Product Pattern. /Sofia Regnell Andersson. Minna Hakkarainen, Saara Inkinen // Biomacromolecules, 2010. 11. 11. P. 1067-1073.

2. Minna Hakkarainen. ESI-MS Reveals the Influence of Hydrophilicity and Architecture on the Water-Soluble Degradation Product Patterns of Biodegradable Homo- and Copolyesters of l,5-dioxepan-2-one and 8-Caprolactone /Minna Hakkarainen, Grazyna Adamus, Anders Hoglund, Marek Kowalczuk // Macro-molecules, 2008, 41. P. 3547-3554.

3. Anders Hoglund. Degradation Profile of Poly(8-caprolactone) - the Influence of Macroscopic and Macromolecular Biomaterial Design / Anders Hoglund, Minna Hakkarainen, Ann-Christine Albertsson // Journal of Macromolecular Science, Part A: Pure and Applied Chemistry, 2007. 44. P. 1041-1046.

4. Amanda M. Schrand. Nanodiamond Particles: Properties and Perspectives for Bioapplications /Amanda M. Schrand, Suzanne A. Ciftan Hens, Olga A. Shenderova // Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences, 2009. 34. P. 18-74.

5. Yong-Qing Zhao. Nanodiamond/poly(lactic acid) nanocomposites: Effect of nanodiamond on structure and properties of poly(lactic acid) / Yong-Qing Zhao, Kin-Tak Lau, Jang-kyo Kimc, Cai-Ling Xu, Dan-Dan Zhao, Hu-Lin Li // Composites: Part B, 2010. 41. P. 646-653.

6. Yong-Qing Zhaol. Manufacture of a Homogenous Nanodiamond/Poly(lactic acid) / Yong-Qing Zhaol, Kin-Tak Lau, Hu-Lin Li // Bio-engineered Composite. Advanced Materials Research, 2008. 47-50. P. 1221-1224.

УДК 678.746.22:535

О.А. Яровая, Т.К. Лазарева, Т.Н. Андреева, Т.П. Кравченко

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия ОАО «Институт пластмасс имени Г.С. Петрова», Москва, Россия

КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ СВЕТОТЕХНИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ ПОЛИСТИРОЛА

Materials of lighting purposes on the basis of polystyrene was developed. The scattering additive is unoxidized homopolymer polyethylene wax. The effect of polyethylene wax on lighting and mechanical properties of composite material was investigated

О Я & I VI в химии и химической технологии. Том XXV. 2011. N0 3

Разработаны материалы светотехнического назначения на основе полистирола, где в качестве рассеивающей добавки применяется неокисленный гомополимерный полиэтиленовый воск. Исследовано влияние полиэтиленового воска на светотехнические и физико-механические свойства композиционного материала.

Материалы, предназначенные для отражения, пропускания, поглощения, изменения оптических характеристик и генерирования света, называются светотехническими. Они используются для изготовления отражателей, рассеивателей, различных оптических деталей, светофильтров и т.д. [1].

Применение полистирола (ПС) и пластиков на его основе для изделий светотехнического назначения базируется на его высокой прозрачности (до 90 %), высоком коэффициенте преломления 1,59 [2], хороших диэлектрических свойствах, а также невысокой стоимости. При введении различных све-торассеивающих добавок ПС может успешно использоваться в качестве материала для изготовления рассеивателей светильников.

Целью данной работы является создание композиционного материала (КМ) на основе ПС, обладающего оптимальным соотношением све-топропускающей и светорассеивающей характеристик при сохранении уровня физико-механических показателей. Материалы из него, которые предполагается использовать в качестве рассеивателей осветительных, указательных ламп, табло и т.п., могут испытывать различного рода механические нагрузки.

Зависимость коэффициента пропускания и показателя светорассеяния материала от массового содержания ПЭВ

Композиция Коэффициент Показатель

светопропускания светорассеяния

ПС исходный 0,89 0,05

ПС+ 0,1 масс. %ПЭВ 0,75 0,24

ПС + 0,2 масс. % ПЭВ 0,46 0,39

ПС + 0,3 масс. % ПЭВ 0,42 0,40

ПС + 0,5 масс. % ПЭВ 0,25 0,61

В качестве рассеивающей добавки в работе было решено использовать неполярный полиэтиленовый воск (ПЭВ), удовлетворяющий требованиям к рассеивающим добавкам [3-4]. Широко используемые при производстве рассеивающих свет материалов минеральные наполнители (ТЮг, АЬОз, ВаБ04 и т.д.) придают КМ побочные цветовые эффекты и увеличивают поглощение пропускаемого света, что снижает эффективность источников света. Количество неорганической добавки в КМ в сравнении с органической для обеспечения, например, показателя светопропускания -0,50 и коэффициента светопропускания 0,40, увеличивается в 3-4 раза. При достижении концентрации неорганической добавки, обеспечивающей необходимое светорассеяние, уменьшаются физико-механические свойства КМ [5], что ограничивает применение данных КМ.

ч

С Л 0 X и в химии и химической технологии. Том XXV. 2011. №3

Методом литья под давлением изготовлены стандартные образцы для определения оптических и физико-механических свойств из КМ на основе ПС.

Рис.1. Зависимость светопропускания и светорассеяния от концентрации ПЭВ в полистироле

Прочность при растяжении, МПа

60 50 40 30 20 10 0

" I

1 - ПС исходный 2-ПС + ОД масс. %ПЭВ

3 - ПС + 0,2 масс. % ПЭВ

4 - ПС + 0,3 масс. % ПЭВ

5 - ПС + 0,5 масс. % ПЭВ

Рис. 2. Зависимость прочности при растяжении КМ от массового содержания ПЭВ

Определение светотехнических свойств. Результаты определения коэффициента светопропускания и показателя светорассеяния разрабатываемого КМ (ГОСТ 7721-89) [6] представлены в таблице.Разрабатываемый КМ должен обладать оптимальными светорассеивающими и светопропускаю-щими свойствами, при этом показатель светорассеяния должен быть не ниже или равен коэффициенту светопропускания. Таким образом, как видно из рисунка 1, этому требованию удовлетворяют композиции ПС с содержанием ПЭВ в диапазоне от 0,3 до 0,4 масс. %.

X VI в химии и химической технологии. Том XXV. 2011. N0 3

Определение физико-механических свойств. На образцах в виде лопаток и брусков проводились испытания по определению прочности при растяжении, относительного удлинения при разрыве (ГОСТ 11262) и ударной вязкости по Шарпи без надреза (ГОСТ 4647). Результаты данных исследований представлены на рис. 2, 3 и 4.

Рис. 3. Зависимость относительного удлинения при разрыве КМ от массового содержания ПЭВ

Рис. 4. Зависимость ударной вязкости КМ от массового содержания ПЭВ

Зависимость прочности при растяжении от содержания ПЭВ в полистироле имеет экстремальный характер, максимум наблюдается при концентрации ПЭВ, равной 0,3 масс. %. Таким образом, концентрация 0,3 масс. % ПЭВ является оптимальной для повышения прочностных характеристик ПС с добавкой воска.

По сравнению с исходным полимером, прочность при растяжении для композиции ПС, содержащей 0,3 масс. % ПЭВ, увеличилась на 45 %.

9

О Л 0 X U в химии и химической технологии. Том XXV. 2011. Na 3

Относительное удлинение при разрыве (рис. 3) при увеличении концентрации ПЭВ монотонно увеличивается.

При введении ПЭВ в ПС в количестве от 0,1 до 0,5 масс. % ударная вязкость композиции практически не меняется (рис.4).Небольшое увеличение при концентрации 0,3 масс.% находится в пределах ошибки, т.к. при данного вида измерениях наблюдался разброс в показателях.

Заключение. Из результатов светотехнических и физико-механических испытаний композиций установлено, что оптимальное соотношение светопропускающей и светорассеивающей характеристик КМ достигается при концентрации ПЭВ 0,3 + 0,4 масс. % в ПС. Такие КМ подходят для формования изделий светотехнического назначения, которые при эксплуатации могут противостоять неблагоприятным механическим воздействиям, сохраняя внешний вид, обеспечивая комфортное освещение.

Библиографические ссылки

1. Мельников Ю.Ф. Светотехнические материалы. М.: Высшая школа, 1976. 151 с.

2. Е.А. Брацыхин, Э.С. Шульгина. Технология пластических масс. Л.: Химия, 1982. 328 с.

3. Чарват P.A. Производство окрашенных пластмасс // Научные основы и технологии. СПб., 2009. С. 27-30.

4. Цвайфель X., Маер Р. Д., Шиллер М. Добавки к полимерам. Справочник. СПб. : ЦОП «Профессия», 2010. С. 492-533.

5. Разработка полимерных композиционных материалов светотехнического назначения / Т.К. Лазарева, Т.П. Андреева, B.C. Осипчик, Т.П. Кравченко //Пластические массы, 2010. № 10. С. 58-62.

6. ГОСТ 7721-89. Источники света для измерений цвета. Типы. Технические требования. Маркировка.

УДК 668.1 +661.183

Т.А. Акопова, А.Я. Томильчик, Ю.В. Олихова, B.C. Осипчик, С.А. Смотрова

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского, Жуковский, Россия

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СЛОИСТЫХ СИЛИКАТОВ НА ПРОЦЕССЫ ОТВЕРЖДЕНИЯ И СВОЙСТВА ЭПОКСИДНЫХ СВЯЗУЮЩИХ

Effects of layered silicates on curing of epoxy novolac resin by anhydride curing agent were studied. Mechanical properties of nanomodified matrixes were obtained. It was shown that addition of small amounts of organo-montmorillonite can intensify epoxy curing, improve impact properties and flexural modulus of epoxy novolac nanocomposites.