Маслостойкий динамический термоэластопласт на основе бутадиен-нитрального каучука и полипропилена

• Автор: Карпов, Андрей Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 127 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Динамические тсрмоэластопласты

1.1.1 Общие сведения о термоэластопластах

1.1.2 Структура и свойства ДТЭП

1.1.3 Области применения ДТЭП

1.2 Способы повышение межфазного взаимодействия в полимерных смесях

1.2.1 Применение добавок способствующих совместимости

1.2.2 Повышение совместимости введением порошкообразных наполнителей

1.3 Повышение межфазного взаимодействия в системе полипропилен нитрильный каучук
Заключение по литературному обзору
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1 Характеристика используемых в работе веществ
2.2 Приготовление полимерных композиций
2.3 Методы исследования
2.3.1 Определение физикомеханических свойств ДТЭП
2.3.2 Определение ПТР композиций
2.3.3 Определение твердости по Шору А
2.3.4 Определение устойчивости к агрессивным средам
2.3.5 Исследование коллоидной структуры ДТЭП
2.3.6 Снятие спектров ЯМР
2.3.7 ИКспектроскопия
2.3.8 Проведение модельных реакций
2.3.9 Фракционирование ДСС
2.3. Доказательство повышения межфазной адгезии в ДТЭП
2.3. Определение степени прививки МЛ к ПП
2.3. Определение вязкости расплава полимеров
ГЛАВА 3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Введение
3.1 Синтез и исследование эффективности компатибилизатора для смеси ПП с СКН
3.2 Изучение химических аспектов синтеза привитого сополимера ПП с СКН
3.3 Влияние концентрации компонентов и технологических условий синтеза сополимера ПП и СКН на его компатибилизирующую эффективность
3.4 Изучение состава компатибилизатора
3.5 Оптимизация рецептуры и технологии получения ДТЭП на основе бутадиеннитрильного каучука, полипропилена и синтезированного компатибилизатора
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЪЗОВА 1НОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ
АК акриловая кислота
АН ацетонитрил
БН бензонитрил
ВХПЭ высоко хлорированный полиэтилен
ГМА глицидилметакрилат
ЛСС добавка способствующая совместимости
ДТЭП динамический термоэластопласт
спектроскопия инфракрасная спектроскопия
ИСТ изопренстирольный термоэластопласт
КЛ капролактон
ЛА лактам
МА малеиновый ангидрид
ММ молекулярная масса
МПГ1 малеинизированный полипропилен
НК натуральный каучук
ПА полиамид
ПБ полибутадиен
ПБТ полибутилентерефталат
ПВХ поливинилхлорид
ПГ АЭ полигидроксиаминоэфир
ПИБ полиизобутилен
ПММА полиметилметакрилат
ПО полиолефин
ПОЭ полиолефиновый эластомер
ПП полипропилен
ПС полистирол
ПТБ пербензоат третбутила
пэ полиэтилен
ПЭЛ полиэфир эндикового ангидрида
пэвд полиэтилен высокого давления
пэвп полиэтилен высокой плотности
ПЭМ просвечивающая электронная микроскопия
пэнд полиэтилен низкого давления
Г1ЭНП полиэтилен низкой плотности
ПЭТФ полиэтилентерефталат
СБК стиролбутадненовый каучук
сзм сканирующая зондовая микроскопия
ски синтетический 1,4цисизопреновый каучук
скн бутадиеинитрильный синтетический каучук
СКУ урстановый каучук
скэп этиленпропиленовый эластомер
скэпт этиленпропиленовый тройной сополимер
тди 2,4толуилендиизоцианат
ТУ технический углерод
тэп термоэластопласт
У А уксусный ангидрид
УТЭП уретановый термоэластопласт
ФИ фенилизоцианат
ФФС фенолоформальдегидная смола
хпп хлорированный полипропилен
хпэ хлорированный полиэтилен
э этилен
ЯМР ядерномагнитный резонанс
Е модуль упругости, МПа
Су условная прочность при растяжении, МПа
Срз сопротивление раздиру, км
Сотсл усилие отслаивания, Нсм
относительное удлинение при разрыве, относительное остаточное удлинение, показатель текучести расплава, гмин
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Но их отрицательным качеством является низкая масло- и бензостойкость, что существенно ограничивает область их применения. Маслобензостойкость таких ДТЭП можно существенно повысить, заменив неполярный каучук полярным. Наиболее распространенный ДТЭП с повышенной маслостойкостыо изготавливают на основе смеси полипропилена (ПП) с бутадиен-нитрильным каучуком (СКН), что обусловлено доступностью компонентов и их высокой стойкостью к углеводородам. Однако низкая адгезия между этими полимерами обуславливает неудовлетворительные физико-механические свойства ДТЭП [1, 2], даже если динамическая вулканизация велась в присутствии таких активных сшивающих агентов как органические перекиси или метилолфенолы. Наиболее известным способом повышения адгезии между фазами в смесях разнородных полимеров является ввод в них блок- или привитых сополимеров с блоками химически идентичными каждому полимеру смсси. Такие сополимеры получили название компатибилизаторы или добавки способствующие совместимости (ДСС). Ассортимент таких сополимеров крайне ограничен, а для смеси Г1П с СКН такой сополимер не производится. В связи с вышесказанным, целью настоящей работы стала разработка компатибилизатора, повышающего адгезию между фазами в смеси ПП и СКН, и создание на этой основе маслостойкого ДТЭП. ДТЭП. Научная новизна работы. Впервые предложен способ синтеза компатибилизатора для смеси ПП с СКН из исходных полимеров путем предварительной химической модификации каждого и последующего их совместного смешения в расплаве (без растворителя) с образованием привитого сополимера. Практическая ценность работы. Разработана компатибилизирующая добавка, позволяющая существенно повышать адгезию между ПП и СКН и деформационно-прочностные свойства ДТЭП на основе этих полимеров. В результате проведенных исследований разработан маслостойкий ДТЭП, который по большинству свойств не уступает известным зарубежным аналогам и даже превосходит их. Выпущена опытная партия разработанного материала, который прошел успешные лабораторные испытания. Апробация работы. Результаты работы докладывались на Третьей Санкт-Петербургской конференции молодых ученых с международным участием «Современные проблемы науки о полимерах» (Санкт-Петербург, г. Альтернативные технологии. Переработка. Применение. Экология» («Композит-») (Энгельс, г. Международной научно-технической конференции «Полимерные композиционные материалы и покрытия» (Ярославль, г. Всероссийских конференциях «Структура и динамика молекулярных систем» (Яльчик, , гг. Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 статей и 3 тезисов докладов. Структура и объем диссертации. Работа изложена на 0 страницах, содержит рисунка и 8 таблиц, перечень литературы из 9 ссылок и состоит из введения, трех глав (литературный обзор, экспериментальная часть, обсуждение результатов), выводов, списка используемых источников и приложения. Работа выполнена на кафедре Технологии пластических масс Казанского государственного технологического университета. ГЛАВА 1. В последнее время использование полимерных материалов в промышленности расширяется, и требования к ним возрастают. Особый интерес проявляется к многокомпонентным полимерным смесям и сплавам. При создании таких полимерных систем имеется возможность сочетать привлекательные качества каждого компонента полимерной смеси в одном материале [3]. Одним из перспективных направлений в настоящее время является изготовление термоэластопластов (ТЭП). ТЭП можно поделить на два класса: получаемые синтетическим способом и путем смешения полимеров. Синтетические ТЭП - это блок-сополимеры, состоящие из блоков жесткого и гибкого полимеров, например, блок-сополимеры бутадиена и стирола, полиэфируретаны с длинным гибким полиэфирным блоком и жестким уретановым блоком, блок-сополимер жесткого (ароматического) и гибкого полиэфиров и др. Смесевые ТЭП получают путем смешения жесткоцепного (или кристаллического) полимера с эластомером. ТЭП, получаемые смешением эластомера и жесткоцепного термопласта, являются наиболее перспективными материалами для практического использования, т.