Самозатухающие нанокомпозиты на основе модифицированного полиэтилена высокой плотности и антипиренов

• Автор: Хашхожев, Эльдар Русланович
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Нальчик
• Количество страниц: 130 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Взаимосвязь между строением и горючестью полиолефинов

1.2. Основные методы снижения горючести полиолефинов.

1.3. Механизм повышения горючести полиолефинов галогенсодержащими замедлителями горения. Физикохимические свойства полиолефинов с пониженной горючестью.
1.3.1.Физикохимические свойства полимерных композиций, содержащих галогенированные ные замедлители горения
1.3.2. Термические свойства полимерных композиций, содержащих галогенированные замедлители горения
1.4. Механизмы понижения горючести полиолефинов безгалогенными замедлителями горения.

1.5. Структура и свойства полиолефинов и механизм упрочнения

нанокомпозитов на их основе.

Выводы к главе

ГЛАВА 2. Используемые материалы, методики приготовления образцов и методы экспериментальных исследований.
2.1. Используемые материалы.
2.2. Методики приготовления образцов
2.3. Методы экспериментальных исследований
2.3.1. Исследование реологических характеристик.
2.3.2. Термический метод анализа
2.3.3. Определение содержания экстрагируемых низкомолекулярных фракций.
2.3.4. Рентгенографические исследования.
2.3.5. Электронная микроскопия
2.3.6. Исследование деформационнопрочностных характеристик композиции ПЭВП.
2.3.7. Определение молекулярномассовых характеристик нанокомпозитов
2.4. Оценка огнестойкости нанокомпозитов ПЭВП.
2.4.1. Определение кислородного индекса.
2.4.2. Определение стойкости к горению
Выводы к главе
ГЛАВА 3. Исследование и разработка самозатухающих композитов на основе ПЭВП и антипиренов.
3.1. Самозатухающие композиты ПЭВП галогенсодержащий антипирен.
3.1.1. Технология приготовления композитов
3.1.2. Реологические свойства композитов ПЭВП АП и анализ экстрагируемых низкомолекулярных фракций
3.1.3. Огнестойкость композиций ПЭВП галогенированный АП
3.1.4. Физикомеханические свойства композиции ПЭВП
галогенированный антипирен
3.2. Свойства композиции ПЭВП безгалогенный АП
3.2.1. Свойства композиции ПЭВП безгалогенный АП на основе соединений алюминия.
3.2.2. Свойства композиции ПЭВП АП на основе вспучивающихся
комбинаций полифосфата аммония
Выводы к главе
ГЛАВА 4. Механизмы упрочнения газофазного ПЭВП
4.1. Влияние технологии конфекционирования на молекулярные характеристики и физикомеханические свойства газофазного ПЭВП
4.2. Механизм упрочнения газофазного ПЭВП 6 ультрадисперсными частицами и получение на его основе усиленных нанокомпозитов
4.2.1. Технология получения УДЧ
4.2.2. Влияние УДЧ на структуру газофазного ПЭВП.
4.2.3. Механизм взаимодействия УДЧ с матрицей полимера в композициях
Выводы к главе 4.
ГЛАВА 5. Создание усиленных самозатухаюгцих нанокомпозитов на основе ПЭВП и и интерпретация механизмов упрочнения и повышения огнестойкости в рамках теории нецепного ингибирования термоокислительной деструкции и теплового самовоспламенения конденсированных материалов
5.1. Технология приготовления композитов.
5.2. Физикохимические свойства и огнестойкость нанокомпозитов ПЭВП.
5.2.1.Свойства наиокомпозитов ПЭВП галогенированный антипирен.
5.2.2. Нанокомпозиты ПЭВП безгалогенный антипирен.
5.3. Интерпретация механизмов упрочнения и повышения огнестойкости нанокомпозитов на основе ПЭВП и в рамках теории нецепного ингибирования термоокислсния и теплового самовоспламенения конденсированных материалов
5.3.1. Нецепное ингибирование термоокисления и деструкции полимеров
5.3.2. Теория теплового самовоспламенения конденсированных материалов
5.3.3. Трактовка механизма повышения огнестойкости нанокомпозитов
ПЭII в рамках концепции объединенной теории
Выводы к главе 5.
Литература


Получены усиленные нанокомпозиты на основе газофазного ПЭВП с самозатухающими свойствами. Причем ряд нанокомпозитов по характеру ингредиентов и продуктов их конверсии в процессе горения характеризуется высоким уровнем экологической безопасности. Новые полиэтиленовые композиции значительно расширяют сферу применения ПЭВП практически во всех отраслях народного хозяйства. Техническая простота разработанной технологии и доступность используемых ингредиентов делают разработанные композиции перспективными в производстве литьевых, кабельных, трубных и пленочных материалов. Апробация работы. Материалы конференции доложены и обсуждены на I Всероссийской научнотехнической конференции Наноструктуры в полимерах и полимерных композитах г. Нальчик г. III Всероссийской научнопрактической конференции Новые полимерные композиционные материалы г. Нальчик г. IV Международной научнопрактической конференции Новые полимерные композиционные материалы г. Нальчик г. Международной научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов Перспектива г. Публикации. Основные результаты исследований изложены в научных работах. Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, пяти глав исследований, выводов и списка цитируемой литературы из 1 наименований. Работа изложена на 0 страницах, включая рисунков и таблиц. Во введении обоснована актуальность темы, научная новизна, сформулирована цель работы. Литературный обзор посвящен вопросам упрочнения матрицы термопластов, в частности, полиолефинов, и повышения огнестойкости при помощи антипиренов различного механизма действия. Во второй главе приведены краткие характеристики используемых в работе полимеров и ингредиентов. Описаны методы и методики исследования физикохимических свойств и структуры разработанных нанокомпозитов ПЭВП. В третьей главе приведены результаты исследования технологии получения и свойства композиции ПЭВП АП с самозатухающими свойствами. В четвертой главе рассмотрены механизмы упрочнения матрицы ПЭВП, приведены результаты исследования соотношения структура свойства нанокомпозитов ПЭВП РеРеО. В пятой главе рассмотрены вопросы разработки полиэтиленовых нанокомпозитов с самозатухающими свойствами, интерпретации механизмов упрочнения и повышения огнестойкости в рамках теории нецепного ингибирования термоокислительной деструкции и теории теплового самовоспламенения конденсированных систем. ГЛАВА 1. Синтетические полимерные материалы, и особенно, полиолефины представляют собой легковоспламеняющиеся горючие материалы. Полиолефины ПО как самый крупнотоннажный синтетический полимер, широко применяемый во всех сферах отраслей народного хозяйства, более всего нуждается в снижении горючести, так как обладают самой низкой огнестойкостью и кислородным индексом КИ ,0 ,0 9. Горение полимерных материалов обусловлено природой материалов, составом, химическим строением и структурой. Как правило, начальные стадии процесса горения определяются разрывом слабых связей, окислением углеводородных фрагментов, образованием углеродуглеродных и элементуглеродных связей в случае наличия гетероатомов в химической структуре, которые впоследствии приводят к образованию газообразных и конденсированных продуктов. С точки зрения воспламенения и горения любой полимерный материал содержит в своем составе горючее, то есть фрагменты, способные термораспадаться и термоокисляться. В этом случае возможность достижения порога самозатухания повышается при образовании под воздействием термоокислением и теплового удара связей, имеющий более высокий уровень энергии диссоциации. Примечательно, что для ПО можно отметить превышение связей углеродкислород, образующихся при термоокислении и горении над исходными углеродуглеродными связями. В связи с этим ПО, потенциально обладающие большим количеством легкоокисляющихся связей имеют низкий уровень КИ ,0, в то время как полисульфоны характеризуются КИ ,7 ,,. Анализ влияния химической структуры полимера на скорость горения показывает наличие корреляции между химическим строением и способностью к воспламенению .