Технология, структура и свойства полиамида 6, модифицированного на стадии синтеза полититанатом калия

• Автор: Трофимов, Михаил Юрьевич
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 129 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Информационный анализ состояния проблемы

1.1. Современные тенденции в технологии полимерматричных композиционных материалов

1.2. Приоритетные направления в области модификации полимерматричных композиционных материалов

1.3. Перспективные наполнители для полиамида 6

Глава 2. Объекты, методики и методы исследования

2.1. Объекты исследования

2.2. Методики и методы исследования

Глава 3. Изучение возможности использования полититанатов калия для направленного регулирования структуры и свойств полимеризационно наполненного полиамида 6
3.1. Исследование влияния малых добавок тетратитаната калия, вводимых на стадии синтеза полиамида 6, на его структуру и свойства
3.2. Изучение влияния содержания и химического состава полититанатов калия, вводимых на стадии синтеза полимера, на свойства полиамида 6,
3.3. Выбор состава полимеризационнонаполненного полиамида 6 на основе тетратитаната калия и оценка его свойств
3.4. Анализ перспективности и технико-экономического уровня модифицированного на стадии синтеза полиамида 6 на основе тетратитаната калия
3.5. Разработка технологических рекомендаций по получению модифицированного тетратитанатом калия полиамида 6
Основные выводы
Список используемой литературы
Приложения
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ
ГТК - гексатитанат калия;
ИК - инфракрасное излучение;
КИ - кислородный индекс;
К Л - капролактам;
Кн - константа Хаггинса;
НМС - низкомолекулярные соединения;
ПА 6 - полиамид 6;
ПАВ - поверхностно-активные вещества;
ПАН - полиакрилонитрил;
ПВХ - поливинилхлорид;
ПКА - поликапроамид;
ПКМ - полимерные композиционные материалы;
ПНДФ - природоохранные нормативные документы федеральные; ПТК - полититанат калия;
ПЭТФ - полиэтилентерефталат;
РД - руководящие документы;
РНК - раздельное нанесение компонентов;
СВЧ - сверхвысокочастотное излучение;
СНК - слоевое нанесение компонентов;
ТТК - тетратитанат калия;
УНТ - углеродные нанотрубки;
УФ - ультрафиолетовое излучение.

ВВЕДЕНИЕ
Инновационный этап развития -различных отраслей экономики требует использования широкого спектра полимерных материалов с повышенными эксплуатационными свойствами. Особенно актуально создание таких материалов для активно используемых на отечественном рынке полимеров, в частности, полиамидов, среди которых важнейшая роль отводится полиамиду 6, благодаря ценному комплексу его потребительских свойств - высокой прочности, эластичности, устойчивости к истиранию. Однако применение полиамидов как конструкционных материалов, например, в узлах трения, ограничено из-за их низкой твердости, повышенного коэффициента термического расширения, нестабильности размеров.
Эффективным способом повышения эксплуатационных свойств полимеров является их модификация нано- и субмикроразмерными наполнителями, позволяющими направленно регулировать процессы формирования его надмолекулярной структуры и, следовательно, свойства получаемого материала. Особый интерес для полимеров в этом плане представляют такие приоритетные модифицирующие системы как полититанаты калия.
Для решения данной проблемы перспективным является и применение метода полимеризационного наполнения, базирующегося на синтезе матричного полимера в присутствии дисперсно-волокнистого наполнителя и отличающегося рядом существенных преимуществ по сравнению с традиционными технологиями.
В связи с этим целью данной работы являлась разработка полиамида 6 инженерно-технического назначения, модифицированного на стадии синтеза субмикроразмерным наполнителем - полититанатом калия, и изучение его структуры и свойств.
Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:
(титанат калия в количестве 50-100 вес.частей). Такое сочетание наполнителей обеспечивает литье под давлением и позволяет снизить содержание сажи.
Получают высокопрочный термостойкий композит, имеющий сверхглад-кую поверхность и обладающий магнитными свойствами, путем введения смеси тетра- и гекса-титанатов калия (1-60 % вес.) в полиамидную или эпоксидную смолу совместно с порошком ферромагнетика (ферриты и т.п.). В качестве полимерной матрицы могут быть использованы любые термопласты, резины и термореактопласты.
Предлагаемые методы синтеза полититанатов калия характеризуются как дорогостоящие процессы, подразумевающие использование высоких температур, многостадийных и сложных операций.
Для синтеза полититаната калия заданного состава могут быть использованы различные технические решения [75-76]:
- механохимический синтез;
- синтез в расплаве солей.
Технология, основанная на механохимическом синтезе, обеспечивает получение ПТК с частицами волокнистой формы, при получении полититаната калия из расплава солей частицы имеют слоистую структуру. Этот метод является также более эффективным и недорогим по сравнению с механо-химическим синтезом [77], так как позволяет синтезировать при относительно низких температурах (450-550°С) малокристаллические титанаты калия с применением относительно простых технологических операций и дешевой сырьевой базы.
При разных технологических режимах регулируется значение соотношения ТЮ2/К2О п от 4 до 11 для синтеза неопасных порошкообразных аморфных титанатов калия, характеризующихся отношением длины к толщине около 1.
Кристаллические модификации, обладающие геометрической формой (волокна) и свойствами, соответствующими соотношению ТЮ2/К20 в материале-прекурсоре, то есть КгСМПСЬ, К206ТЮ2, К2О8ТЮ2 а также К3Т180|7 или их смесей образуются в результате дополнительной термической обработки синтезированных титанатов калия.