СТРУКТУРА И СВОЙСТВА
Предлагается обобщенная номограмма для проектирования типа структуры и составов дисперсно-наполненных полимерных композиционных материалов (ДНПКМ) с наполнителями-антипиренами, с высокой стойкостью к горению и высоким значением кислородного индекса (КИ), на примере полимерного композита на основе сополимера этилена с винилацетатом (СЭВА) и гидроксида магния марки ЭкоПирен.
Номограмма объединяет в единое целое ранее полученные зависимости по расчету и организации разного типа структуры ДНПКМ и данные по стойкости к горению и значениям кислородного индекса.
В работе проведено исследование реологических и вязкоупругих характеристик современных марок ЛПЭНП и их смесей с ПЭНП, предназначенных для производства пленочных изделий, а также проведена оценка механических характеристик пленок из них.
В результате изучения реологических свойств ЛПЭНП и ПЭНП установлено, что расплавы полимеров показывают типичное для псевдопластичных жидкостей поведение. Индекс течения для всех марок ЛПЭНП составлял 0,7–0,91, что говорит об узком ММР полимеров; ПЭНП имел индекс течения 0,56–0,57 и более высокую энергию активации вязкого течения, чем ЛПЭНП.
Вязкоупругие свойства полимеров оценивали по значению коэффициента разбухания (Кр) при двух температурах испытания. Показано, что Кр ПЭНП существенно превышал Кр для всех изученных марок ЛПЭНП при одинаковых скоростях или напряжениях сдвига. При этом повышение температуры имело незначительное влияние на величину Кр, как для ПЭНП, так и ЛПЭНП. Установлено, что увеличение содержания ПЭНП в смесях с ЛПЭНП ведет к росту Кр.. Анализ свойств при растяжении пленок, полученных из исходных полимеров и их смесей, показал, что характер изменения прочности и относительного удлинения при разрыве зависит от состава и вида ЛПЭНП разных производителей. Максимальными прочностными показателями обладали пленки на основе м-ЛПЭНП марки LUCENE. Оптимальное содержание ПЭНП в смеси с ЛПЭНП зависит от вида ЛПЭНП и составляет не более 10–20 масс.%.
Гель-хроматографическим методом определено молекулярно-массовое распределение моноалкил(С8-С12)фенол-формальдегидных олигомеров, модифицированных имидазолинами на основе жирных кислот подсолнечного или кукурузного масла и полиаминов – диэтилентриамина, триэтилентетраамина, полиэтиленполиаминов. Изучено влияние компонентного и количественного состава на показатели среднечисловой и средневесовой молекулярных масс, а также на полидисперсность олигомеров. Выявлены закономерности и высказаны предположения относительно повторяющихся моноалкил (С8-С12)фенолформальдегидных фрагментов в составе олигомерных макромолекул.
Институт проблем нефти и газа СО РАН – обособленное подразделения ФГБУН Федерального исследовательского центра «Якутский научный центр СО РАН»Проведено исследование влияния стабилизатора СО-4 на реологические свойства полимерных композиционных материалов на основе СВМПЭ. Показано, что добавление в полимерные матрицы стабилизатора СО-4 существенно влияет на реологию материалов и их экструдируемость. Наблюдается изменение конформации макромолекулярных цепей, отсутствие зависимости вязкой составляющей от процесса релаксации дисперсной системы, повышение комплексной вязкости, что привело к ухудшению технологичности материала. Исходя из кривых Хана показано, что добавление стабилизатора СО-4 приводит к ухудшению смешиваемости смесей, т.е. усиливается фазовое разделение компонентов полученных образцов.
Приведены результаты исследований изменений физико-механических свойств термостойких полиэтилентерефталатных (ПЭТ), полимидных (ПИ) и фторопластовых (ФП) плёнок, а также синтетических полиэтилентерефталатных (ПЭТ) и арамидных тканей в широком интервале заданных температур выдержки и времен температурных воздействий. Выявлены наиболее приемлемые термостойкие полимерные плёнки и ткани для использования их в надувных конструкциях воздухоплавательной техники. Оценка эксплуатационных параметров исследуемых материалов показала линейный характер изменения свойств в заданном температурном и временном интервале исследований.
СИНТЕЗ И ТЕХНОЛОГИЯ
В настоящей работе теоретическим квантовохимическим методом ab initio RHF изучен механизм инициирования этилена в присутствии катализатора хлорид алюминия – вода в растворителе геп тане стехиометрического состава 1:1:1:2. Получено значение энергии активации и теплового эффекта этой реакции. Эти данные могут быть полезными для дальнейших исследований в области катионной полимеризации, а также могут быть использованы при разработке новых технологических процессов полиэтилена с заданными физико-химическими свойствами, которые необходимы для волоконной оптики.
Методом акцепторно-каталитической поликонденсации на основе различных олигомеров со степенями конденсации n = 1-20 с количественным выходом и высокими показателями приведенной вязкости получены блок-сополиэфиркетоны, содержащие >С=ССl2 – группы, характеризующиеся высокими показателями термических и механических свойств. Подтверждена структура образовавшихся полиэфиров. Изучена кинетика структурирования полиэфиров по месту двойной связи в зависимости от температуры и времени экспозиции.
С использованием метода акцепторно-каталитической поликонденсации на основе различных олигомеров со степенями конденсации n = 1-20 были получены блок-сополиэфиркетоны, содержащие группы >C=CCl2, характеризующиеся высокими термическими и механическими свойствами, с количественным выходом и высокими значениями пониженной вязкости. Структура полученных полиэфиров была подтверждена. Была изучена кинетика структурирования полиэфиров в месте двойной связи в зависимости от температуры и времени выдержки.
Синтезированы гидроксилсодержащие аммониевые олигомеры, содержащие фурановый гетероцикл. Использование их в качестве модификаторов свойств жестких пенополиуретанов позволяет улучшить технологические параметры формования и физико-механические свойства уретановых пенопластов. Выявлено, что использованные четвертичные аммониевые соединения выполняют функции «мягких» катализаторов, сшивающих агентов и антипиренов.
Использование в качестве модификаторов в композициях с полибутилентерефталатом 0,5–1% синтезированных полифениленэфирформальоксимата или полифениленэфирарилатоксимата увеличивает термостойкость композитов, меняет ПТР расплава до величин, удобных для переработки.
АНАЛИЗ И МЕТОДЫ РАСЧЁТА
В работе предложена математическая модель для прогнозирования истирания полимерных материалов на основе различных марок ТПУ после воздействия соляного тумана, имитирующего условия эксплуатации заправочных топливных рукавов в морской воде и/или на побережье.
СЫРЬЁ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Разработаны полимерные композиционные материалы с использованием полиэфируретанакрилатной смолы на основе 2,5-фурандикарбоновой кислоты, полученной из растительной биомассы, и ряда синтетических (угле-, стекло- и арамидное волокно) и минеральных (базальт) волокнистых наполнителей. Продемонстрированы высокие эксплуатационные характеристики полученных ПКМ. Исследовано влияние гибридизации синтетических волокон природными целлюлозными волокнами (хлопок) на физико-механические свойства полимерных композиционных материалов. Показано увеличение предела прочности при растяжении с одновременным снижением плотности ПКМ при использовании гибридного наполнителя углеволокно/хлопок.
ПРИМЕНЕНИЕ
Исследована эффективность поверхностной модификации полиэтилентерефталата смесью фтора и кислорода для снижения проницаемости по воде и водным растворам этанола. Получили снижение коэффициента проницаемости модифицированной пленки по воде и растворам этанола, степень снижения коэффициента проницаемости зависит от химического состава жидкости. Оксифторирование приводит к получению модифицированной пленки с повышенным по сравнению с исходной пленкой коэффициентом диффузии жидкости в пленке, что связано с формированием локальных дефектов, образование которых подтверждено микрофотографиями атомно-силового микроскопа и измерением шероховатости поверхности исходных и модифицированных пленок.
В работе разработаны пластизольные композиции для получения пластичных масс на основе химически сшитого поливинилового спирта и полимерных расширенных микросфер для производства воздушного пластилина.