Plastics_4_2010

ТЕМА НОМЕРА /ОБЗОР П Л А С Т И К С № 4 ( 8 6 ) 2 0 1 0 w w w . p l a s t i c s . r u 24 разовались на этапе их производства, настолько велика, что механические методы диспергирования не дают ожи- даемых результатов. Дальнейший по- иск способов диспергирования привел к ультразвуковому методу, использова- ние которого у разных исследователей происходит по-разному (рис. 4). Большинство полимеров облада- ет высокой вязкостью, что усложняет введение в них УНТ и их равномерное распределение по всему объему. Для решения этой задачи часто используют золь-гель метод, который заключает- ся в том, что вначале агломераты УНТ разбиваются в органическом раствори- теле (золь-этап), а затем полученную суспензию вводят в полимер и продол- жают равномерно распределять УНТ по всему объему матрицы с помощью ультразвукового диспергатора (гель- этап). Данный метод имеет один суще- ственный недостаток. Введение допол- нительного растворителя воздействует на полимер как пластификатор, в ре- зультате чего искажаются прочностные характеристики полимеризованного нанокомпозита. Применение ультразвукового дис- пергатора имеет свои специфические особенности, от которых зависит эф- фективность распределения УНТ по объему матрицы. Необходимо помнить, что перемешивание должно проходить исключительно в кавитационной зоне. Для каждого типа наночастиц необхо- димо подбирать свой режим дисперги- рования, который должен обеспечить эффективное разрушение агломератов и равномерное распределение отдель- ных УНТ по всему объему матрицы. Необходимо учитывать и отличия в режимах полимеризации различных реактопластов. Предпочтение имеет группа полиэфирных смол (ортофта- лиевые, изофталиевые и винилэфир- ные), которые обладают способностью программирования времени начала ге- леобразования. Введение УНТ проис- ходит в основную массу смолы (99 про- центов), состоящую из самой смолы и мономера стирола, а реакция полиме- ризации между ними инициируется с помощью всего 1 процента катализа- тора типа пероксида метилэтилкето- на. Малое количество катализатора не оказывает существенного влияния на концентрацию и тем более на равно- мерность распределения УНТ в объеме матрицы. Режим полимеризации эпоксидных смол существенно отличается от режи- ма полимеризации полиэфирных смол. Связано это, в первую очередь, с тем, что в случае с эпоксидными смолами УНТ вводятся только в смесь смолы с органическими растворителями. Ре- акция полимеризации происходит с отвердителями (в основном аминной группы полиэтиленполиамином, триэтилентетрамином), концентра- ция которых достигает 50 процентов от Рисунок 3. Механический трехвалковый диспергатор фирмы Еxakt Рисунок 4. Введение нанотрубок в полиэфирную матрицу при помощи ультразвука Рисунок 2. Агломераты УНТ Рисунок 1. Зависимость прочности нанокомпозита от концентрации УНТ, % E, V % УНТ