Модификация полиэтилена термоэластопластами

С А/ в X Uz в химии и химической технологии. Том XXIV. 2010. № 4

мых образцов через 2 часа отверждения при 160°С. Из рисунков видно, что фазовое разделение к этому моменту времени уже произошло.

Как видно из рис. 4, при отверждении модифицированных систем происходит фазовое разделение.

Рис. 4. Фотографии поверхности сколов образцов отверждённых композиций, содержащих 10 м. ч. ПСФ

Таким образом, в ходе проведённой работы было установлено, что введение 10 м.ч. полисульфона и полиэфирсульфона приводит к увеличению температуры стеклования на 20-25 °С, несмотря на фазовое разделение.

Библиографические ссылки

1. Розенберг Б.А. Микрофазовое разделение в отверждающихся много-компонентых полимер - олигомерных системах/ Б.А. Розенберг // Рос. хим. ж-л, 2001. Т. 45. № 5-6. С. 540-548.

2. Пономарева Т.И. О связи температуры стеклования сетчатых эпоксидных полимеров с их химическим строением/ Т.И. Пономарева, В.И. Иржак, Б.А. Розенберг//Высокомолекулярные соединения. Сер. А, 1978. Т. 10. №3. С. 597-602.

3. Taesung Yoon. Structure development via reaction - induced phase separation in tetrafimctional epoxy / polisulfone blends/ Taesung Yoon, Bong Sup Kim, Doo Sung Lee. // J. Appl. Polym. Sei., 1997. V.66. №12. P. 2233-2241.

4. Казаков С.И. Модификация эпоксидного олигомера термопластичными полимерами / С.И. Казаков, M.JI. Кербер, И.Ю Горбунова. // Высокомолек. соед. А., 2005. Т. 47. №9. С. 1691-1697.

5. Сперлинг JI. Взаимопроникающие полимерные сетки и аналогичные материалы/ Сперлинг JI. М.: Мир, 1984. 247с.

УДК 539.21678.5

К.В. Краснов, А.Э. Казанчян, Н.М. Чалая, B.C. Осипчик

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия

МОДИФИКАЦИЯ ПОЛИЭТИЛЕНА ТЕРМОЭЛАСТОПЛАСТАМИ

Polypropylene modification by thermoplastics elastomers (styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer and styrene-butadiene-styrene block copolymer) methods were described of this article.

В статье приведены методы модификации полиэтилена термоэластопластами (сти-

9

С Яг в X № в химии и химичесгай технологии. Том XXIV. 2010. №4

рол-этилен-бутилен-стирольным блок сополимером и стирол-бутадиен стирольным блок сополимером).

Термоэластопласты (ТЭП) в настоящее время являются многоцелевыми и доступными материалами. ТЭПы объединяют в себе многие свойства термореактивных пластмасс и легкость переработки, что позволяет получать более сложные изделия и существенно сократить стоимость. Термоэластопласты придают композиционным материалам на их основе широкий спектр свойств, включая стойкость к теплу и маслам, улучшенную адгезию, сопротивление разрыву, хороший внешний вид и низкую проницаемость. Их можно перерабатывать так же легко и эффективно, как термопласты, и совмещать с другими материалами на основе олефинов без использования ад-гезивов. Кроме того, термоэластопласты окрашиваются, что придает готовым изделиям большую эстетичность [1].

Стирольные блок-сополимеры с нежестким блоком из бутадиена или изопрена получают анионной полимеризацией и часто используют в качестве упрочняющих добавок. Благодаря варьированию концентрации инициатора или количества мономера можно получить большое разнообразие структур и свойств. Кроме стирола может быть использован а-метилстирол для повышения температуры стеклования жесткого сегмента.

Гидрогенизация таких блоков улучшает термическую и окислительную стабильность, а также стойкость к УФ облучению. Таким образом, получают различные СБС и СЭБС, т.е. стирол-бутадиен-стирольный блоксо-полимер и блок-сополимер стирол-этилен-1-бутен-стирол. В качестве добавок к промышленным пластмассам часто используют сополимер стирол-этилен-бутадиен-стирол.

В работе [2] показано, как влияет на трещиностойкость нанокомпози-тов на основе полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) малеинизированный СЭБС и монтмориллонит. Высокая полярность малеиновых групп в СЭБС-п-МА увеличивает совместимость между наполнителем-монтмориллонитом (Орг-ММТ) и полимером, поскольку СЭБС-п-МА хорошо совместим с ПЭВП, благодаря наличию этилен-бутиленового промежуточного блока в своем строении. Результаты показали, что молекулы ПЭ и СЭБС-п-МА встраиваются в поры Орг-ММТ, что приводит к частичному расслоению структуры. Таким образом, молекулярным цепям СЭБС-п-МА и ПЭ легче проникнуть внутрь слоев Орг-ММТ.

Во время процесса смешения на границе раздела фаз происходят следующие реакции: взаимодействие между основной цепью СЭБС-п-МА и полиэтилена, а также между функциональными группами СЭБС-п-МА и Орг-ММТ.

Добавление 2-4масс.% Орг-ММТ увеличивает предел прочности, а введение СЭБС-п-МА улучшает пластичность при растяжении. Модуль Юнга увеличивается с добавлением органобентонита (ОБ), а при одновременном введении ОБ и ТЭП получают оптимальное соотношение модуля и удлинения.

Введение в нанокомпозит на основе ПЭ и Орг-ММТ СЭБС-п-МА в количестве > 5% способствует поглощению энергии развития трещины, тем

9

С 11 6 X и в химии и химической технологии. Том XXIV. 2010. № 4

самым увеличивая трещиностойкость нанокомпозита [2].

Рис. 1. Влияние содержания Орг-ММТ на предел прочности при растяжении для ПЭВП, ПЭВП/5%СЭБС-п-МА, ПЭВП/10%СЭБС-п-МА

В работе [3] изучали влияние введения СЭБС-п-МА на ударную вязкость по Шарли и ударопрочность композиционных материалов на основе вторичных полимеров, в т.ч. ПЭВП. Введение 10масс.% СЭБС-п-МА приводит практически к пятикратному увеличению ударной прочности.

В статье [4] показана эффективность компатибилизатора (СЭБС-п-МА Кга1:оп РО-1901 или 1111-п-МА БшаЬопс! 613) на примере нанокомпозита на основе блоксополимера стирол-этилен-бутадиен-стирола и глины. Оба компатибилизатора способствуют хорошему распределению глины в матрице, однако компатибилизатор СЭБС-п-МА приводит к лучшему распределению глины, особенно при 20 м.ч.

Табл. 1. Характеристики СБС

Блоксополимер г/моль Массовая фракция ПС

Б1429 135000 0,29

81846 178000 0,46

83530 350000 0,30

Компатибилизатор ПП-п-МА влияет в большей степени на модуль Юнга и на предел прочности при разрыве, поскольку высокое расслоение может не гарантировать высокой прочности для композитов на основе слоистых силикатов, даже несмотря на то, что большое содержание СЭБС-п-МА способно увеличить расстояние между слоями глины.

По результатам дифракции рентгеновских лучей и экспериментов с использованием просвечивающего электронного микроскопа в обоих случаях было достигнуто состояние нанокомпозита.

С 1Ь б X М в химии и химической технологии. Том XXIV. 2010. №4

От конкретного вида ТЭП зависят механические свойства смесей. К примеру, использовали ПЭВП с = 42000 г/моль и р = 0,965 г/см3 и СБС трех видов. Содержание эластомера варьировали от 0 до 30 масс.% с интервалом 5 масс.%.

Между каждыми соседними точками содержание СБС увеличивается на 5%, за исключением круглых точек, которым соответствуют значения:

(1) - 2,5% Б1429

(2)- 12,5% 83530

(3) - трехкомпонентная смесь, содержащая 2,5% Б1429 и 12,5% 83530

Рис. 2. Взаимосвязь предела прочности при растяжении <ть и ударной вязкости а„.

А-смесь, содержащая 81429, и-смесь, содержащая 81846, ♦-смесь, содержащая 83530

Все смеси обладают более низким пределом прочности при растяжении оь. по сравнению с исходным ПЭВП. Но при смешении с СБС с привитым ПС (30%) значительно увеличивается ударопрочность, вплоть до содержания СБС 20масс.%. Смесь с 15масс.% Б1429 обладает наилучшими механическими свойствами, поскольку предел прочности снизился только на 16%, а ударопрочность выросла в 9 раз [4].

Введение СБС с меньшей молекулярной массой, например Б1429, приводит к лучшему распределению компонентов и более высоким свойствам.

Результаты представленных исследований позволили сделать вывод о целесообразности модифицирования полиэтилена высокой плотности тер-моэластопластами для производства различных изделий. Показано, что введение термоэластопластов совместно с органобентонитом увеличивает ударные характеристики и трещинностойкость. При этом необходимо заме-

10

о

20

40

а, [Ы/т2]

60

9

G И в Où to в химии и химической технологии. Том XXIV. 2010. №4

тить, что использование компатибилизаторов приводит к улучшению физико-механических характеристик разработанных композиционных материа-

Библиографические ссылки

1. Plastic & Thermoplastic Elastomer Materials. Minnesota Rubber and QMR Plastics, 2003.

2. Tjong S.C. Fracture toughness of high density polyethylene/SEBS-g-MA/montmorillonite nanocomposites/ Tjong S.C., S.P. Bao. Hong Kong, 2006.

3. Zenkiewicz M. Effects of electron radiation and compatibilizers on impact strength of composites of recycled polymers/ Zenkiewicz M., Janusz Dzwon-kowski. Poland, 2007.

4. N. Stribeck. Mechanical Properties and the Two-Phase Structure Inside the Heterophase Domains of Blends from HDPE and SBS Star Block Copolymers/ N. Stribeck, C. Reimers, P. Ghioca, E. Buzdugan//Journal of Polymer Science: Part В: Polymer Physics, 1998. Vol. 36.P. 1423-1432.

УДК 678.06

*

М.Д. Краснощекова, Ю.М. Будницкий, Н.Ю. Николаева

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия Московский государственный открытый университет, Москва, Россия

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ДВУХСЛОЙНЫХ БЕЗНАПОРНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ ТРУБ

The ways and technological peculiarities of production of major diameter pipes are considered. Also the basic fields of application of such pipes are described.

Рассмотрены способы и технологические особенности получения безнапорных труб большого диаметра. Описаны основные способы применения таких труб.

Сегодня на рынке строительных материалов представлен большой ассортимент полимерных труб. Наблюдается неуклонный рост заинтересованности в использовании полимерных трубопроводов взамен металлических. Природа полимеров обуславливает основные достоинства труб, изготовленных из них: небольшую плотность и, как следствие, малый вес; эластичность; способность принимать заданную форму и "запоминать" ее; долговечность (срок службы пластмассовых труб достигает 50 и более лет). Откуда вытекает важное преимущество - эффективность и экономичность.

Требования, обычно предъявляемые к любым трубам, как правило, таковы:

- длительное время обеспечиваемые гидравлические характеристики;

- устойчивость к внешним нагрузкам;

- оптимальная коррозионная и химическая стойкость;