Plastics_10_2018

БИЗНЕС-ПАРТНЕР П Л А С Т И К С № 1 0 ( 1 8 3 ) 2 0 1 8 w w w . p l a s t i c s . r u — r e a d t h e a r t i c l e i n e n g l i s h 13 Уникальный наполнитель Одним из наиболее технологичных на- полнителей для конструкционных матери- алов на сегодняшний день являются полые стеклянные микросферы от компании 3М, специально созданные для придания нуж- ных свойств современным материалам. Сте- клянные микросферы 3М™ могут быть ис- пользованы как в термореактивных, так и в термопластичных системах в качестве неор- ганического дисперсного наполнителя. Они обладают хорошей адгезией к полимерным связующим, что позволяет получать на их основе многофункциональные композиты с уникальным комплексом свойств. Микросферы 3М™ представляют собой высокопрочные полые стеклянные сферы из натрий-известкового боросиликатного стекла, обладающие оптимальным соот- ношением свойств «прочность-плотность». Ассортимент стеклянных микросфер 3М™ включает продукты различных размеров и марок, которые соответствуют требованиям разных процессов формования изделий. По- лые стеклянные микросферы 3M™ iM16K обладают плотностью 0,46 г/см 3 и изоста- тической прочностью на сжатие 16 000 psi (табл. 1). Такое соотношение дает возмож- ность их использования в большинстве про- цессов переработки полимеров, и прежде всего в литье под давлением и экструзии. Микросферы могут перерабатываться при достаточно высоких температурах: их размягчение происходит при 600°С. Благо- даря низкойщелочности данные стеклянные наполнители совместимы с большинством полимеров. Микросферы представляют собой каче- ственно новую альтернативу традиционным наполнителям, используемым в полимерной отрасли. Их уникальная форма обуславли- вает ряд преимуществ: сферические части- цы легко перемещаются друг относительно друга, что позволяет снизить вязкость ком- позиции и повысить текучесть. Минималь- ное соотношение площади микросферы к поверхности обеспечивает высокое запол- нение объема. Также композитам на основе микросфер свойственна меньшая деформа- ция и усадка за счет более низкого содержа- ния полимера [3]. Исследование рецептур Для изучения из- м е н е н и я с в о й с т в композиций, вклю- чающих микросферы, был выбран полисти- рол — один из главных материалов для из- готовления облегчен- ных светотехнических конструкций. Были получены компаунды на основе полистирола базовой экструзионной марки 585 с введением стеклянных полых микросфер 3М™ iM16K. Композицию получали на двухшнековом экструдере с производительностью100 кг/час и L/D 44. Содержание микросфер состав- ляло 0,2; 0,4; 0,5; 1%. Из полученных ком- паундов изготавливались методом литья под давлением образцы в виде плашек. При переработке материала залипания, вытека- ния и прочих дефектов при установленном режиме не наблюдалось. Исходя из того, что микросферы облада- ют существенно более низкой плотностью в сравнении с полистиролом, предполагается, Рисунок 2. Зависимость плотности образца ПС-компаунда от содержания в нем микросфер Рисунок 1. Микрофотография компаунда ПП/тальк (10 весовых %)/стеклянные микросферы 3M™ iM16K (4 весовых %) Плотность Линейная плотность Содержание микросфер, % Плотность компаунда, г/см 3 Характеристика Показатель для марки 3M™ iM16K Метод испытания Предел прочности на раздавливание в изостатических условиях, psi (фунтов/дюйм 2 ) 16 500 3M QCM 14.1.8 Истинная плотность, г/см 3 0,46 3M QCM 14.24.1 Коэффициент заполнения (отношение навалочной плотности к истинной плотности частиц), % 58 Водородный показатель, рН 9,8 (при концентрации в воде 5 весовых %) 3M QCM 30.54 Средний диаметр, мкм 20 3M QCM 193.0 Таблица 1. Свойства стеклянных микросфер марки 3M™ iM16K