Реологiчнi властивостi нанонаповнених сумiшей полiпропiлен/ спiвполiамiд

РЕОЛОГІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ НАНОНАПОВНЕНИХ СУМІШЕЙ ПОЛІПРОПІЛЕН/СПІВПОЛІАМІД

Студ. А.Ю. Сад, гр. МгХВ-17

Науковий керівник доц. Н.М. Резанова

Мета і завдання. Мета- дослідження впливу нанодобавок на основі пірогенного кремнезему на реологічні характеристики розплавів термодинамічно несумісних сумішей полімерів. Завдання-вивчення методом капілярної віскозиметрії особливостей в’язко-пружних властивостей та здатності до поздовжньої деформації розплавів поліпропілен/співполіамід (ПП/СПА), наповнених наночастинками різної хімічної природи.

Методи та засоби дослідження . Для досліджень використані суміші ПП/СПА складу 30/70 мас. %. Нанонаповнювачами були: вихідний SiO2 та модифіковані наночастинками (НЧ) TiO2 або Ag, вміст яких складав 7,0 і 16,3 мкг/м2. Питома поверхня (Sпт) SiO2, TiO2/SiO2 та Ag/SiO2 – 300, 296 і 62 м2/г відповідно. Концентрація (с) модифікаторів у суміші  –  (0,1÷3,0)  мас %. від маси ПП.  В’язкість (η) розплавів визначали за допомогою капілярного віскозиметра(У капілярних віскозиметрах принцип визначення в'язкості ґрунтується на вимірюванні часу протікання заданого об'єму рідини через вузький отвір або трубку, при заданій різниці тисків. ) Про еластичність судили за величиною рівноважного розбухання екструдатів «В», а про здатність до поздовжньої деформації – за максимальною фільєрною витяжкою (Fмах).

Наукова новизна та практичне значення отриманих результатів. Набули подальшого розвитку  закономірності формування матрично-фібрилярної морфології в нанонаповнених сумішах ПП/СПА. Показано, що введення нанодобавок обумовлює збільшення величин «В» екструдатів, що свідчить про покращення процесу волокноутворення ПП в матриці СПА. В’язкість розплавів визначається конкуруючим впливом двох чинників – специфічні зв’язки між функціональними групами полімерів і добавок зумовлють зростання η, а утворення рідких струменів ПП її зменшення. Практичним результатом є покращення здатності  до переробки нанонаповнених сумішей.

Результати дослідження. Визначальну роль в процесах переробки розплавів полімерних сумішей  відіграють їх в’язко-пружні властивості та здатність до поздовжньої деформації. Особливістю вказаних систем є розбухання екструдату (збільшення розмірів струменя) по виході із формувального отвору, яке обумовлене релаксацією напруг(Процес поступового переходу фізичної чи фізико-хімічної системи з нерівноважного стану у стан термодинамічної рівноваги). Анізотропні(відмінність властивостей середовища у різних напрямках (на відміну від ізотропії)) структури є новими релаксуючими елементами, характерними тільки для двофазних систем. Максимальний ступінь анізотропії досягається, коли дисперсна фаза утворює мікрофібрили. Це  обумовлює збільшення величини розбухання «В» в декілька разів, порівняно з вихідними полімерами. Відомо, що розбухання екструдатів є непрямою характеристикою волокноутворення, а саме: чим більша кількість мікроволокон утворюється і чим вони тонші, тим вищими є значення розбухання «В» [1]. Виконані дослідження показали, що для всіх нанонаповнених систем величини розбухання екструдатів мають більші значення, ніж для бінарної суміші(суміш двох марок, що збагачуються разом у кількісному співвідношенні), тобто нанодобавки покращують реалізацію волокноутворення ПП в матриці СПА.