Исследование влияния охры на технологические и эксплуатационные свойства композиций с полиэтиленом низкой плотности

• Автор: Костенко, Ольга Васильевна
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Бийск
• Количество страниц: 130 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1 Минеральные наполнители, используемые для получения ПКМ и общие требования, предъявляемые к ним
1.2 Влияние минеральных дисперсных наполнителей на свойства композиций на основе полиэтилена низкой плотности
1.3 Окрашивание ПЭНП
1.4 Модификация свойств ПЭНП
1.5 Способы получения и переработки ПКМ с дисперсными минеральными наполнителями на основе ПЭНП
1.6 Выводы по литературному обзору
ГЛАВА 2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Объекты исследования
2.1.1 Полиэтилен низкой плотности
2.1.2 Охра
2.1.3 Модификатор
2.2 Методы исследования
2.2.1 Определение технологических свойств наполнителя
2.2.2 Получение композиций
2.2.3 Определение физико-химических и технологических свойств композиций
2.2.4 Получение образцов методом литья под давлением
2.2.5 Определение эксплуатационных свойств образцов
2.3 Статистическая обработка данных
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ОХРЫ КАК НАПОЛНИТЕЛЯ ДЛЯ ПОЛИЭТИЛЕНА НИЗКОЙ ПЛОТНОСТИ
3.1 Исследование технологических свойств охры
3.2 Термохимический анализ охры

3.3 Свойства термообработанной охры
3.4 Создание композиции на основе ПЭНП с охрой
ГЛАВА 4. МОДИФИКАЦИЯ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ НА ОСНОВЕ ПЭНП И ОХРЫ
4.1 Влияние термообработки охры на физико-химические свойства экструзионных полимерных композиций
4.2 Влияние термообработки охры на технологические свойства ПКМ на основе ПЭНП
4.3 Влияние термообработки охры на эксплуатационные свойства ПКМ на основе ПЭНП
4.4 Влияние фталевого ангидрида на технологические и эксплуатационные свойства ПКМ на основе ПЭНП с охрой
4.5 Полимерные композиции на основе ПЭНП с содержанием охры менее 5 % (масс.)
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение А Акт промышленного выпуска опытной партии наполненного полиэтилена охрой
Приложение Б Технические условия на материал «Минелен»

ВВЕДЕНИЕ
Расширение марочного ассортимента пластмасс, эксплуатационных возможностей полимеров, достигается разработкой и выпуском композиционных материалов с улучшенными свойствами.
Введение в полимеры наполнителей различной природы и свойств позволяет более полно удовлетворять конкретные требования потребителей, так как методом наполнения можно “конструировать” полимерный материал с заданным набором эксплуатационных свойств. Благодаря наполнению можно получать легкие и тяжелые, теплопроводные и теплоизоляционные, электропроводные и электроизоляционные, фрикционные и антифрикционные, высокомодульные и высокопрочные полимерные композиционные материалы (ПКМ) различного назначения.
Введение дисперсных изотропных минеральных наполнителей (тальк, каолин, мел, слюда) в термопласты позволяет получать марки с повышенной жесткостью и твердостью, которые находят широкое применение в автомобильной промышленности, электротехнике и электронике, приборостроении, быту, медицине и т. д.
В настоящее время производство этих материалов достигло более 300 тыс. т. в год [1, 2]. Такой интенсивный рост производства и потребления композиционных материалов на основе термопластов объясняется несколькими факторами [3]:
- развитие различных отраслей промышленности выдвинуло новые требования к полимерным материалам, которые во многих случаях значительно проще технологически и выгоднее экономически удовлетворяются путем создания композиционных материалов, чем производством новых типов полимерных материалов;
- введение в полимеры наполнителей различной природы и свойств позволяет более полно удовлетворить конкретные требования потребителей, так как методом наполнения можно “конструировать” полимерный материал с требуемым набором эксплуатационных свойств;

1.5 Способы получения и переработки ПКМ с дисперсными минеральными наполнителями на основе ПЭНП
Для получения качественного наполненного полимерного материала следует равномерно распределить наполнитель в полимерной матрице. При смешении композиции необходимо предусмотреть разрушение агломератов наполнителя [42]. Диспергирование или разрушение агломератов частиц происходит при больших сдвиговых напряжениях благодаря относительному движению вязкого полимера и твердых частиц [88-92]. Поэтому в мировой практике для получения ПКМ используют экструдеры.
Наибольшее разрушение наполнителя (пигмента, стабилизатора) происходит в начале процесса, когда наполнитель взаимодействует с твердым полимером, так как возникают высокие скорости сдвига.
Эффект гомогенизации частиц в объеме расплавленного полимера также достигается главным образом благодаря напряжению сдвига, которое зависит от частоты вращения шнека и температуры.
В литературе представлены свойства композиций на основе ПЭНП, полученных методами полимеризационного наполнения, смешения компонентов, а также гомогенизацией компонентов при повышенной температуре с приложением сдвиговых деформаций.
При введении каолина сухим смешением компонентов и полимеризаци-онным наполнением степень кристалличности полимерной матрицы композиции не изменяется, а при гомогенизации компонентов в расплаве с приложением сдвиговых деформаций степень кристалличности возрастает на 5... 10 %. Аналогичным образом изменяется размер кристаллитов [94]. Характер взаимодействия полимера с каолином существенно зависит от способа получения композиции. I
Деформационно-прочностные свойства композиций существенно зависят от способа их получения (таблица 1.8) [93, 94].