Модифицирование полиэтилена высокого давления добавками ультрадисперсных порошков

• Автор: Филиппов, Павел Владимирович
• Шифр специальности: 05.17.08, 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 230 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Свойства полиэтилена высокого давления

1.1.1 Структурные характеристики

1.1.2 Физикомеханические характеристики

1.1.2.1 Механические характеристики

1.1.2.2 Электрофизические характеристики

1.1.3 Химические свойства

1.2 Способы переработки полиэтилена

1.3 Модифицирование полиэтилена высокого давления
1.3.1 Методы и материалы
1.3.2 Физикохимические свойства модифицированного ПЭВД
1.3.3 Использование ультрадисперсных модификаторов
1.4 Оборудование для наполнения ПЭВД
1.4.1 Особенности смешения полимеров с наполнителями
1.4.2 Шнековые машины
1.4.3 Роторные смесители периодического действия
1.4.4 Валковые смесители
1.5 Постановка задач исследований ГЛАВА II. ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ
2.1 Характеристики используемых материалов и реактивов
2.1.1 Полиэтилен высокого давления
2.1.2 Модификаторы
2.2 Методики приготовления композиций
2.2.1 Аппретирование и деагломерация порошков
2.2.2 Приготовление композиций в смесителе
2.2.3 Приготовление композиций на двухшнековом экструдере
2.3 Изготовление образцов для испытаний
2.3.1 Квазиизотермический метод
2.3.2 Метод горячего прессования
2.3.2.1 Образцы для определения физикомеханических характеристик
2.3.2.2 Образцы для определения электрической прочности
2.3.3 Метод литья под давлением
2.4 Требования к образцам, методикам и аппаратуре для определения характеристик материалов
2.4.1 Определение механических характеристик
2.4.2 Электрофизические характеристики
2.4.3 Стойкость к растрескиванию
2.4.4 Плотность
2.4.5 Дифференциальнотермический анализ
2.4.6 Оптическая микроскопия
ГЛАВА III. ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБРАЗЦОВ ПЭВД С
ДОБАВКАМИ УДП 1 И А, ИЗГОТОВЛЕННЫХ ПО КВАЗИИЗОТЕРМИЧЕСКОМУ МЕТОДУ
ГЛАВА IV. ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБРАЗЦОВ ПЭВД С
ДОБАВКАМИ 1 РАЗЛИЧНОЙ ДИСПЕРСНОСТИ И УДП А, ИЗГОТОВЛЕННЫХ МЕТОДОМ ГОРЯЧЕГО ПРЕССОВАНИЯ
4.1 Материалы приготовлены на смесителе
4.1.1 Механические характеристики
4.1.2 Электрофизические характеристики
4.2 Материалы приготовлены на экструдере
ГЛАВА V. ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБРАЗЦОВ ПЭВД С
ДОБАВКАМИ УДП 1 И А, ИЗГОТОВЛЕННЫХ МЕТОДОМ ЛИТЬЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ
ГЛАВА VI. ВЛИЯНИЕ ДОБАВОК ПОРОШКОВ НА СТРУКТУРНЫЕ И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЭВД
6.1 Модифицирование микроструктуры полиэтилена
6.1.1 Образцы приготовлены КИТ методом
6.1.2 Образцы приготовлены методом горячего прессования
6.1.2.1 Структура ПЭВД, модифицированного порошками
1 различной дисперсности
6.1.2.2 Структурные особенности ПЭВД, модифицированного УДП 1 и А0з
6.1.3 Образцы приготовлены методом литья под давлением
6.2 Изменение термодинамических характеристик ПЭВД при модифицировании порошками 1
6.2.1 Энтальпия и температура плавления
6.2.2 Энергия активации термического разложения ПЭВД, модифицированного аппретированным УДП I
7. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Диэлектрическая проницаемость определяется плотностью полиэтилена и возрастает с увеличением плотности. Тангенс угла диэлектрических потерь ПЭВД в интервале температур от -0 до +0 °С при частоте от до кГц меньше, в сравнении с ПЭНД. На значение ПЭ существенно сказывается степень его загрязнения. Диэлектрические характеристики приведены в таблице 1. Таблица 1. Электрофизические характеристики ПЭВД. Полимерные диэлектрики не являются абсолютно неэлектропроводными. В зависимости от химического строения, надмолекулярной организации, молекулярной массы, чистоты и тому подобное, а также в зависимости от внешних факторов (температуры, давления, напряженности электрического поля, ионизирующего облучения и тому подобное) полимеры обладают определенной величиной электропроводности []. Существует множество литературных источников, в которых приводятся данные о свойствах полимерных диэлектриков и их изменениях в экстремальных условиях [-]. Электропроводность любого вещества обусловлена наличием свободных или слабосвязанных электрических зарядов, которые под действием приложенного постоянного напряжения направленно перемещаются, вызывая тем самым ток. Носителями являются заряженные коллоидные частицы - молионы, прохождение тока сопровождается явлением электрофореза. При нормальных условиях в полиэтилене в области слабых электрических полей ионная проводимость является доминирующим видом электропроводности. Источником ионов являются как молекулы примесей, так и собственно макромолекулы полимера, т. ПЭ. Ионный характер электропроводности полимерного диэлектрика подтверждается также тем положением, что любая его структурная модификация, приводящая к уменьшению коэффициента диффузии (при кристаллизации, ориентации и т. В сильных электрических полях, в соответствии с [], электропроводность диэлектриков обусловлена преимущественно электронной составляющей, а ионной проводимостью можно пренебречь. Под диэлектрическими потерями понимают часть энергии электрического поля, которая необратимо рассеивается в виде тепла. Диэлектрические потери характеризуют тангенсом угла диэлектрических потерь tg5. Первый тип диэлектрической релаксации проявляется при низких частотах, а второй - при более высоких частотах. В области сильных полей плотность тока с увеличением напряженности электрического поля возрастает приблизительно экспоненциально, и в этом случае имеет место отклонение от закона Ома. Дальнейшее повышение разности потенциалов между электродами приводит к пробою; при этом ток проводимости резко (скачкообразно) возрастает, и вещество из состояния диэлектрика переходит в состояние высокой проводимости. Пробой твердых диэлектриков завершается разрушением (механическим, тепловым), приводящим к остаточному изменению их свойств. За меру электрической прочности диэлектрика принимают величину напряженности поля, при которой наступает пробой []. При комнатной температуре в отсутствие света ПЭВД обнаруживает достаточно высокую стойкость к действию кислорода воздуха []. Полиэтилен весьма стоек к таким сильным реагентам, как щелочи и кислоты [, ]. Он, например, проявляет высокую стойкость к концентрированным плавиковой и соляной кислотам. Концентрированная серная кислота воздействует на ПЭВД, но при концентрациях ниже % ее действие заметно снижается и не проявляется в течение длительного времени. Из сильных кислот только азотная кислота и ее растворы вызывают окисление ПЭ и, как следствие, ухудшение механических и электрических свойств. В таблице 1. ПЭВД (ПТР=2г/мин) и снижение относительного удлинения при разрыве (е) после выдержки их в азотной кислоте []. На солнечном свету (при наличии ультрафиолета) наблюдается стремительное снижение эксплуатационных свойств ПЭ. Данное явление вызвано ростом скорости протекания радикальных процессов окисления полимера под воздействием коротковолнового излучения. Высокую стойкость ПЭВД проявляет по отношению к действию щелочей при любой их концентрации. Не оказывают заметного действия на ПЭ и водные растворы основных, нейтральных и кислых солей.