Аннотация: изучены деформационно-прочностные свойства и показатель текучести расплава полиамида-6, модифицированного окисленным графитом промышленной марки EG 250-80 в количестве 1-5 %, а также физико-механические характеристики поликапроамида наполненного 5 и 10 % базальтовой ваты.
Ключевые слова: полиамид-6, полимеризационное наполнение, окисленный графит, базальтовая вата, физико-механические свойства.
На современном этапе развития полимерные материалы должны обладать высокими потребительскими характеристиками. Для создания полимеров с улучшенными функциональными свойствами актуально использование инновационных методов их модификации, к которым относится высокоэффективный способ полимеризационного наполнения ПКМ, в частности, полиамида-6, а также применение в качестве модифицирующих добавок углеродсодержащих и минеральных наполнителей, в том числе, окисленного графита (ОГ) и базальтовой ваты (БВ).
Как было показано ранее [1,2], введение электрохимически-окисленного графита в полиамидную матрицу на стадии ее синтеза значительно влияет на структуру и свойства получаемого материала, в частности, улучшаются трибологические показатели синтезируемого полимера и возрастает тепло- и электропроводность при сохранении основных эксплуатационных характеристик.
В ходе дальнейших исследований в полиамидную матрицу вводился на стадии синтеза полимера окисленный графит (бисульфат) марки EG-250-80 в количестве 1-5 % и исследованы технологические свойства разрабатываемого полимера, в частности, показатель текучести расплава (рис.1)
Рис.1. Показатель текучести расплава: 1-ПА-6; 2-ПА-6+1%EG 250-80; 3-ПА-6+2% EG250-80; 4-ПА-6+3% EG250-80; 5-ПА-6+4%EG 250-80; 6-ПА-6+5% EG 250-80.
Полученные данные свидетельствуют о том, что введение ОГ увеличивает вязкость расплава по мере увеличения количества вводимого модификатора в полимеризующуюся систему.
В дальнейшем проведено исследование влияния количества вводимого модификатора на деформационно-прочностные характеристики модифицированного полиамида-6 (табл.1.)
Таблица 1
Деформационно-прочностные свойства модифицированного полиамида-6
|
Показатели
Материал |
Разрушающее напряжение при; МПа |
Ударная вязкость; кДж/м2 |
Твердость по Бринеллю; МПа |
||
|
изгибе |
растяжении |
сжатии |
|||
|
ПА-6 |
71 |
31 |
108 |
19 |
100 |
|
ПА-6+1% EG250-80 |
47 |
36 |
56 |
17 |
109 |
|
ПА-6+2% EG250-80 |
35 |
21 |
56 |
15 |
107 |
|
ПА-6+3% EG250-80 |
29 |
19 |
54 |
15 |
103 |
|
ПА-6+4% EG250-80 |
26 |
18 |
58 |
14 |
103 |
|
ПА-6+5% EG250-80 |
24 |
20 |
59 |
11 |
102 |
Из полученных экспериментальных данных следует, что введение окисленного графита марки EG-250-80 в полиамид-6 на стадии его синтеза снижает показатели разрушающих напряжений при изгибе и при сжатии по мере увеличения количества вводимого модификатора. К тому же, как отмечалось в работе [3], введение окисленного графита марки EG-250-80 в полимеризующуюся систему в количестве 1 % обеспечивает увеличение твердости по Бринеллю и разрушающего напряжения при растяжении синтезируемого материала.
На следующем этапе работы исследованы деформационно-прочностные свойства полиамида-6 наполненного 5-10 % базальтовой ваты (рис.2).
Рис. 2. Деформационно-прочностные свойства: 1-ПА-6; 2-ПА-6+5% БВ; 3-ПА-6+10% БВ
Полученные экспериментальные данные показывают однозначное увеличение физико-механических показателей модифицированного полиамида-6, наполненного 10 % базальтовой ваты. Наибольшее увеличение отмечается у таких показателей как разрушающее напряжение при растяжении и твёрдость по Бринеллю на 40% и 31 % соответственно.
Таким образом, исследование физико-механических характеристик полиамида-6, модифицированного окисленным графитом и базальтовой ватой на стадии его синтеза показало, что синтезируемые материалы отличаются наилучшим спектром потребительских свойств при введении модификаторов в количестве 1% и 10 % соответственно.
Литература:
- Леонов Д.В., Устинова Т.П., Левкина Н.Л., Сладков О.М. Полиамид-6, модифицированный окисленным графитом: синтез, структурные особенности и свойства // Дизайн. Материалы. Технология. 2014. № 5 (35). С. 42-45.
- Леонов Д.В. Выбор состава и комплексная оценка свойств полиамида-6, модифицированного окисленным графитом /Леонов Д.В., Левкина Н.Л., Устинова Т.П. // Журнал прикладной химии. - 2015. - Т. 88, № 6. - С. 957-962.
- Леонов Д.В., Устинова Т.П., Сладков О.М. Особенности синтеза и свойства полиамида-6, модифицированного на стадии синтеза окисленным графитом // Перспективные полимерные композиционные материалы. Альтернативные технологии. Переработка. Применение. Экология: доклады Международной конференции "Композит-2013". - Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т. 2013. С. 124-126.
