Полимерные композиты на основе акрилонитрилбутадиенстирола и полимолочной кислоты

гов возгорания, поэтому использование меламина в качестве безгалогеновош антипирена неэффективно. Аналогично ведет себя фосфат меламина. Для наносистемы ПЭ/ОБ наблюдается следующая зависимость: с увеличением содержания ОБ в полимерной матрице уменьшается горючесть композиции. Так, введение 3% исключает каплепадение, а введение 5% ОБ приводит к образованию коксового слоя.

Таким образом, повышение огнестойкости многослойного пленочного материала можно добиться путем введения 10% тетрабромбисфенола А и 5% бората цинка. Содержание галогенсодержащего антипирена в полученной композиции ниже, чем обычно используемых. Введение наносистемы ОБ до 5% снижает значение горючести до 20 %*см с образованием коксового остатка. Введение безгалогеновых АП не снижает вязкости расплава, что позволяет рекомендовать их для производства пленочного материала. Введение ОБ в количестве до 1% приводит к повышению прочности пленки и увеличению стойкости к раздиру.

Библиографические ссылки

1. Копылов В.В., Новиков Н., Оксенгьевич JI.A. Полимерные материалы с пониженной горючестью [ред. А.Н. Праведников]; М.: Химия, 1986. С. 286.

2. Новые типы экологически безопасных систем снижения горючести полимеров. Влияние морфологии на горючесть системы полипропилена -тройного этилен-пропиленового сополимера /С.М. Ломакин, JI.C. Шибряева, Г.Е. Заиков //Пластические массы, 1998. №5. С. 33-35.

3. Берлин A.A. Горение полимеров и полимерные материалы пониденной горючести //Соросовский образовательный журнал, 1996. №9. С. 57-63.

4. L.A. Hollingbery, T.R. Hull. The fire retardant behaviour of huntite and hydromagnesite//Polymer Degradation and Stability, 2010. Vol. 95. P. 2213-2225.

5. Effects of nanoclay and fire retardants on fire retardancy of a polymer blend of EVA and LDPE /Zhang, J. Hereid, M. Hagen, D. Bakirtzis, M.A. Delichatsios, A. Fina, A. Castrovinci, G. Camino, F. Samyn, S. Bourbigot. // Fire Safety Journal, 2009. Vol. 44. P. 504-513.

УДК 678.5

С.И. Мишкин, Н.Н. Тихонов

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

ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИТЫ НА ОСНОВЕ

АКРИЛОНИТРИЛБУТАДИЕНСТИРОЛА И ПОЛИМОЛОЧНОЙ КИСЛОТЫ

The aim of study was to obtain a composite material based on the ABS plastic and pol-ylactic acid (PLA). To improve the compatibility of these polymers having various chemical na-

ture were used physico-chemical principles of compatibilization. As compatibilizers of the system were used maleinired polybutadienes PBNM-15 and PBNM-20.

Целью работы являлось получение композиционного материала на основе АБС-пластика и полимолочной кислоты (ПМК). Для улучшения совместимости этих полимеров, имеющих различную химическую природу, были использованы физико-химические принципы компатибилизации. В качестве компатибилизаторов исследуемой системы были использованы малеинированные полибутадиены ПБНМ-15 и ПБНМ-20.

В качестве объектов исследования для разработки композиционных материалов на основе крупнотоннажных синтетических полимеров и полимеров на основе биологически восполняемых источников сырья в работе были выбраны: сополимер акрилонитрила с бутадиеном и стиролом (АБС) марки XR 401 и полилактид (ПЛА) на основе молочной кислоты - поли (3,6-диметил-1,4-диоксан-2,5 -дион).

В работе были изучены свойства композиционных материалов на основе АБС и ПЛА при соотношении компонентов от 9 : 1 до 7 : 3, в интервале концентраций полимолочной кислоты (ПМК) в составе композитов от 0 до 30 масс. %.

Свойства композитов на основе акрилобутадиенстирольного сополимера

и полимолочной кислоты

Характеристики

Содержание Проч- Удар- Проч- Отно-

№ компонентов, ность ная вяз- ность си- ПТР

П/ масс при вяз- при тельное

п % изгибе кость растяжении удлинение

ПБНМ

АБС ПМК С мг, % МПа кДж/м2 МПа % г/10

15 20 мин

1 100 79,8 40,8 54 24 11

2 100 94,9 9,6 89 35 60

3 90 10 68 16 45 22 15

4 80 20 45 10 41,1 17 31

5 70 30 37,5 3,5 28 6 47

6 70 30 29 2 27,1 6,1 35

8 78 20 2 52,3 8,5 46,5 23 12

9 69 30 1 57,4 10 29,6 19 30

10 68 30 2 59 11,5 49,7 14,4 18,4

11 67 30 3 62,7 11,4 47,8 12,5 14

Свойства композитов на основе АБС и ПМК оценивали по результатам влияния их состава на деформационно-прочностные свойства. Результаты исследований представлены в таблице.

Сравнительный анализ полученных результатов показывает, что при увеличении содержания ПЛА в исследуемом диапазоне концентраций де-

формационно-прочностные характеристики композиционного материала (КМ) резко ухудшаются.

20 -,

'I 1 I 1 I

о 1С, 0 о 2 3

Рис. 1. Зависимость относительного удлинения КМ от содержания ПБН-М

Рис. 2. Зависимость прочности при растяжении КМ от содержания ПБН-М

Полученные результаты можно объяснить с учётом следующих факторов:

1. Исходные компоненты АБС и ПМК имеют различное химическое строение и практически не совмещаются друг с другом, образуя при совмещении резко выраженную гетерогенную систему.

Для изучения и анализа структуры композитов на основе смесей полимеров АБС в работе были использованы методы динамического механического и термомеханического анализа. Полученные результаты достаточно хорошо коррелируют друг с другом, указывая на то, что компоненты системы образуют при смешении отдельные, практически не совместимые фазы.

2. Реологические характеристики исходных компонентов в значительной степени отличаются друг от друга. Это приводит к расслоению расплава КМ. При течении наблюдается ярко выраженное т.н. стратифицированное течение.

3. Температурный интервал переработки основного компонента смеси -АБС (230 -250 °С) совпадает по диапазону с температурой деструкции вто-

poro компонента ПМК (~ 230 °С).

Для улучшения совместимости полимера молочной кислоты и АБС-пластика в работе использованы физико-химические принципы компатиби-лизации.

Рис. 3. Зависимость ударной вязкости КМ от содержания ПБН-М

Рис. 4. Зависимость ПТР КМ от содержания ПБН-М

В качестве компатибилизаторов исследуемой системы были использованы малеинированные полибутадиены с содержанием малеиновых групп 15 и 20масс.% (ПБНМ-15 и ПБНМ-20).

Оценка эффективности компатибилизатора проводилась комплексно - по влиянию на деформационно-прочностные и технологические свойства полимерных композитов.

Сравнительный анализ результатов исследований модифицированных компаундов показывает, что использование в качестве компатибилизатора малеинированных полибутадиенов позволяет улучшить весь комплекс деформационно-прочностных и технологических характеристик исследуемых композиционных материалов (Рис. 1-4).

Зависимость исследуемых параметров от содержания модификатора

имеет экстремальный характер с максимумом в области 1,5 - 2,0 масс. % (Рис. 1-3). Дальнейшее увеличение содержания малеинированных полибу-тадиенов ведёт к ухудшению свойств композитов. Такой характер зависимости свойств полимерных композитов от содержания модификатора обусловлен, по-видимому, ограниченной его совместимостью с компонентами системы: при увеличении содержания малеинированных полибутадиенов свыше критического они выделяются в отдельную фазу, что сопровождается ухудшением свойств композитов.

0,7л

06-

05-

04-

О

ьд

03-

02-

01-

0,0

-•-ж^ш-шсэор/о

ЖбТУо+П^Жо+ГШМЗР/о

--гж

1 I 1 I 1 I 1 I 1 I 1 I 1 I 1 I 1 I 1 I 1 I 1 I 1 I 1 I 1 I 1 I

0 10 23 30 40 50 60 70 80 90 100 110 123 130 140 150 1 £

Рис. 5. Зависимость тангенса угла механических потерь полимерных материалов

от температуры

При этом необходимо отметить, что с увеличением содержания мале-иновых групп в модификаторе эффективность его действия увеличивается (таблица). Это указывает на то, что в основе механизма действия компати-билизатора находятся химические процессы взаимодействия реакционно-способных ангидридных групп с гидроксильными, карбоксильными и карбонильными группами полимерной системы АБС/ПМК.

На этот механизм указывает также характер зависимости ПТР моди-

фицированных композитов от содержания малеинированного полибутадиена: ПТР модифицированных полимерных систем с увеличением содержания ПБНМ - уменьшается

Комплексное исследование структуры модифицированных композитов, выполненное с использованием методов динамического механического анализа (Рис. 5), термомеханического анализа и дифференциальной сканирующей калориметрии, также указывает на возможность химического взаимодействия между реакционно-способными ангидридными группами малеинированного полибутадиена и химически активными группами полимерной системы АБС/ПМК с образованием промежуточной переходной фазы, представляющей собой трёхмерную пространственную структуру. Выводы:

1. Определен комплекс физико-механических (на образцах, полученных методом литья под давлением) и технологических свойств исходных компонентов АБС и ПМК.

2. Изучены свойства композиционных материалов на основе АБС и ПМК с содержанием ПМК от 10 до 30 масс.%.

3. Разработана эффективная компатибилизирующая система для смесей АБС и ПМК, представляющая собой малеинированный полибутадиен(2 масс.%) с содержанием малеиновых групп 20% .

УДК 678.067

Н.А. Никифорова, М.А. Шерышев

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

СПОСОБЫ УВЕЛИЧЕНИЯ АДГЕЗИОННОЙ ПРОЧНОСТИ НА ГРАНИЦЕ РЕЗИНА-МЕТАЛЛОКОРД

Actual methods of improving rubber adhesion to tire wire are discussed in this paper. В статье рассматриваются современные методы повышения адгезионной прочности на границе «резина-металлокорд» при производстве автомобильных шин.

В производстве цельнометаллокордных автомобильных шин основным способом крепления резины к металлу является вулканизация резины с латунированным металлокордом. Этот способ обеспечивает высокую прочность крепления, наибольшую теплостойкость крепления резин на основе изопренового или натурального каучука к металлу, хорошее сопротивление полученных изделий ударам и вибрациям. Прочность крепления резины к металлу по этому способу в значительной степени зависит от состава латуни и резиновой смеси [1, 2].

Наилучшие результаты при креплении резин к металлу с применением латунирования получаются при наличии в резиновой смеси до 3 - 5 масс.ч. серы (рис. 1).