Модификация вторичных полимеров для изготовления изделий различного функционального назначения
Информация - Химия
Другие материалы по предмету Химия
ыводов и списка использованной литературы.
Автор выражает глубокую благодарность и признательность за научные консультации по вопросам переработки и применения полимеров доценту кафедры Химическая технология Энгельсского технологического института СГТУ, к.х.н., Овчинниковой Галине Петровне.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Введение содержит обоснование актуальности темы, цели и задачи исследований, научную новизну и практическую значимость работы.
Глава 1. Литературный обзор
Проведен анализ литературы по современному состоянию проблемы создания КМ из вторичных полимеров и их модификации. Рассмотрены приоритетные технологии получения КМ путем их модификации, обобщен международный опыт создания таких материалов. Анализом и обобщением литературных данных установлено, что модификация вторичных полимеров приводит к улучшению свойств КМ на основе вторичных полимеров.
Глава 2. Объекты и методы исследования
В качестве объектов исследования были использованы:
?вторичный полиэтилентерефталат (ВПЭТФ), в виде измельченных в флексы бутылок из-под напитков;
?вторичный полиэтилен низкого давления (ВПЭНД), в виде измельченных отработанных изделий, в частности корпуса аккумуляторов;
?вторичный поликапроамид (ВПКА), в виде стружек, образованных при механической обработке блочного полимера.
В качестве модификаторов использовались:
?дибутилфталат (ДБФ), и полиэтилсилоксан (ПЭС-5), как пластификаторы;
?эпоксидиановая смола ЭД-20, как удлинитель цепи ВПЭТФ;
?некондиционная базальтовая вата (БВ), как наполнитель ВПЭТФ и ВПЭНД;
?ПАВ (алкилбензосульфонат), как смачивающее вещество;
?оксид цинка (Zn O), стеарат кальция ([CH3 (CH2)16 COO]2 Ca), как регуляторы структуры.
Исследования проводились с применением методов: термогравиметрического анализа (ТГА), инфракрасной спектроскопии (ИКС), рентгенографического анализа (РГА), оптической микроскопии (ОМ) и стандартных методов испытаний технологических, физико-механических свойств.
Экспериментальная часть работы
Глава 3. Модификация вторичного полиэтилентерефталата (ВПЭТФ)
Известные направления рециклинга вторичных термопластов (материальный и сырьевой рециклы),были использованы в работе для повторной переработки ВПЭТФ. В качестве модифицирующих методов для ВПЭТФ были избраны наполнение, пластификация, удлинение полимерной цепи, а также химическая деполимеризация.
3.1 Исследование влияния наполнителей на свойства ВПЭТФ
Введение наполнителей в широком интервале концентраций всегда сопровождается изменением всего комплекса свойств полимерной матрицы. Эти изменения связаны с изменениями в структуре полимера на различных уровнях ее организации, происходящими при формировании наполненной системы.
В работе исследована модификация ВПЭТФ введением в качестве наполнителя базальтовой ваты. БВ в виде отходов потребления подвергалась механической деструкции с образованием в результате 10% армирующих волокон с размером 0,5-1мм, и 90% дисперсных частиц размером 45-60 мкм. При введении БВ все физико- механические свойства ВПЭТФ улучшились в 1,5-2 раза. Улучшение свойств ВПЭТФ объясняется структурными изменениями в полимере в присутствии наполнителя (рис.1). Распределяясь равномерно в среде полимерной матрицы, наполнитель ускоряет релаксационные процессы, повышает плотность упаковки образующихся структур, снижает уровень остаточных напряжений в полимере.
3.2 Исследование влияния вида и количества пластификаторов на свойства ВПЭТФ
Одним из самых сложных вопросов при повторном использовании ВПЭТФ является возможность его переработки на литьевом оборудовании. Перевод полимера в вязкотекучее состояние затруднен из-за высокого межмолекулярного взаимодействия и высокой вязкости, несмотря на имеющие место процессы гидролитической и термоокислительной деструкции полимера и падения его молекулярной массы. Поэтому требовалась пластификация ВПЭТФ.
В проведенных исследованиях количество пластификатора (ДБФ и ПЭС- 5) варьировалось от 10 до 40%.
Положительным фактором пластификации оказалось снижение температуры переработки ВПЭТФ. Известно что, температура переработки ПЭТФ составляет 248-250С, нам удалось осуществить этот процесс при температуре 140- 150 С. Это говорит о том что в присутствии пластификатора перерабатываемость ВПЭТФ улучшилось.
Введение пластификатора во ВПЭТФ приводит к снижению температуры плавления и вязкости, повышению текучести. Так при введении в ВПЭТФ ПЭС-5 вязкость полимера снижается в несколько раз.
3.3 Исследование влияния удлинителя цепи на молекулярную массу ВПЭТФ
Известно, что снижение молекулярной массы полимера ВПЭТФ проявляется в изменении содержания СООН групп за счет процессов деструкции. Молекулярная масса ВПЭТФ может быть увеличена путем введения в полимерную цепь удлинителя цепи.
В данной работе в качестве удлинителя цепи использовали эпоксидиановую смолу ЭД- 20. Проведена оценка изменения показателя текучести расплава (ПТР) и молекулярной массы (ММ) модифицированного ВПЭТФ в зависимости от времени пребывания в расплаве и температуры испытания. Показатель текучести расплава измеряли на приборе ИИРТ при температуре 265, 260, 255 С, варьируя время выдержки.
Модификация ВПЭТФ, эпоксисоединениями приводит к увеличению ММ ВПЭТФ в композициях. Представлены графики з?/p>