Кузнецова И.О., Савельев А.В., Нырков Н.П., Шувалов Д.А.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВТОРИЧНОГО ПОЛИМЕРНОГО СЫРЬЯ В ТЕХНОЛОГИИ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ *
Аннотация:
в данной статье рассматривается влияние наполнителей и модификаторов на свойства полимерных композиционных материалов, а также восстановление свойств вторичных полимеров путем введения различных добавок
Ключевые слова:
полимерные композиционные материалы (ПКМ), модификаторы, добавки, вторичные полимеры
За последние десятилетия полимеры и материалы на их основе получили бурное развитие и заняли важнейшее место в различных областях промышленности: в авиакосмической технике, судостроении и автомобилестроении, энергетике, электронике и др. На основе пластических масс создают композиционные материалы (ПКМ) – многокомпонентные системы, состоящие, из полимерной матрицы и наполнителей, которые сочетают в себе физико-химические свойства полимера и армирующих элементов [1]. ПКМ вызывают большой интерес, благодаря возможности получения материалов с требуемыми свойствами, путем варьирования состава и содержания компонентов [2]. В качестве полимерной матрицы композиционных материалов используют термореактивные и термопластичные полимеры, а так же их смеси. Для придания необходимых свойств материалу– механических, фрикционных, электрических, магнитных и т.д – в состав вводят различные добавки и наполнители [1]. Одними из наиболее важных свойств полимерных композиционных материалов являются механические. С целью увеличения показателей механических свойств перспективной представляется добавка оксида графена. Введение в состав 0,1 мас. % графена уже способствует увеличению жесткости, прочности и модулю упругости более чем на 10%, кроме того, увеличивается срок службы такого материала [3,4]. Самые разнообразные вещества могут выступать в качестве добавок и модификаторов, например, зола состоящая из оксидов Si,Fe,Mg при добавлении в полимерную композицию способствует повышению прочности при растяжении и к ударным нагрузкам [5]. Так же показатели прочности при сжатии, модуля упругости ПКМ можно повысить добавлением каолина, кварцевого песка, наночастиц карбоната кальция [1,6]. Для повышения стойкости материала при растяжении, сжатии и изгибе предложено использовать наночастицы целлюлозы [7,8], наночастицы дисульфида вольфрама [9]. Повысить показатель ударной прочности можно введением в состав сферического кремнезема, при этом наиболее высокие значения данной характеристики наблюдаются при содержании кремнезема порядка 30 мас. % от композиции [10]. Теплопроводность полимерных композиционных материалов можно увеличивать путем добавления в композиции нанотрубок, нитрида бора, карбида бора, кремния, алюминия и их совместных комбинаций [11,12]. Для придания огнестойкости в состав ПКМ вводят антипирены. В качестве таких модификаторов предложено использовать оксид и гидроксид алюминия [13], оксид бора [14], наночастицы меди [15]. Для улучшения показателей электрических свойств ПКМ применяют добавки каолина, графита, порошки металлов (Cu, Fe, Zn, Al), сажа, кварцевая мука [1], графена и оксида графена [16]. Помимо возможности получения материалов с заданными свойствами, технология изготовления полимерных композиционных материалов привлекательна с точки зрения экологической целесообразности как подход к утилизации пластмасс. Вторичные полимеры могут использоваться в качестве полимерной матрицы для композиционных материалов, а путем добавления к ним различных наполнителей и добавок можно восстанавливать их свойства, утраченные в процессе переработки. Полиэтилентерефталат (ПЭТФ) является одним из таких полимеров, которые могут вторично использоваться при производстве композитов. Для снижение хрупкости изделий из вторичного ПЭТФ и придания пластичности предлагается в водить в композицию модифицирующие добавки: полиизобутилен, фторопласт, дисульфид молибдена [17]. При этом КМ получают по следующей технологии: дробление, очистка, смешение, экструзия. Физико-механические испытания показали, что выбранные добавки обеспечивают изделию из вторичного ПЭТФ низкий коэффициент трения (рис.1.) и показания по износостойкости близкие к свойствам КМ не из отходов ПЭТФ. При этом, если готовое изделие должно характеризоваться низким коэффициентом трения, целесообразнее использовать ВПЭТФ с добавкой фторопласта.
Номер журнала Вестник науки №5 (14) том 1
Ссылка для цитирования:
Кузнецова И.О., Савельев А.В., Нырков Н.П., Шувалов Д.А. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВТОРИЧНОГО ПОЛИМЕРНОГО СЫРЬЯ В ТЕХНОЛОГИИ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ // Вестник науки №5 (14) том 1. С. 68 - 74. 2019 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/1198 (дата обращения: 02.05.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2019. 16+