Plastics_4_2010

w w w . p l a s t i c s . r u 48 ТЕМА НОМЕРА /ОБЗОР П Л А С Т И К С № 4 ( 8 6 ) 2 0 1 0 Отличная диспергируемость необ- ходима для получения хороших фи- зических свойств композиционного материала. Если полимерные частицы плохо смачиваются и не диспергиру- ются, это приводит к образованию чет- кой границы раздела сред («несшитые» сухие частицы, полости, воронки), что способствует преждевременному разру- шению изделия. По-разному ведут себя композицион- ные материалы (к примеру, полиуретан с немодифицированным и модифициро- ваннымпорошкомполиэтилена) при те- сте на разрыв. У немодифицированного материала адгезия к матрице настолько слабая, что частицы ПЭ практически «высыпаются» из нее при разрыве об- разца.Напротив,модифицированныеча- стицы ПЭ настолько прочно химически связаны, что они даже рвутся пополам раньше, чем сама матрица, и не «высы- паются» из полиуретана. Практическое применение Какой метод выбрать при создании полимерной композиции, зависит от конкретного композиционного мате- риала и свойств, которые планируют получить. При этом важно не только понимать, совместима ли система «по- лимер/полимер» или «полимер/напол- нитель», но и учитывать соотношение компонентов композиции. Например, чтобы наполнить поли- пропилен тальком (до 10 процентов), Combining incompatible Viktor Bolduev Blendability and compatibility is- sues inpolymer/polymer andpolymer/ filler systems are the matter of current interest as thanks to such combining it becomes possible to gain really unique materials. In thepast decades the range of composite materials produced from industrial polymers blends or alloys ex- tended greatly. How to define if specific polymers can be blended together and what technologies can be applied to achieve thermodynamic blendability of originally incompatible materials? The answers are in our expert’s article. достаточно ввести тальк без какой-либо модификации либо с 0,5-1 процентом стеаратакальция.Физико-механические характеристики композиции будут вполне приемлемыми, а термодина- мическое смешивание — отличным и без компатибилизации. Однако если наполнение увеличить до 30 процентов и выше, немедленно возникнут пробле- мы, такие как расслоение материалов, термодинамическая несовместимость, и в этом случае без компатибилизации уже не обойтись. До 5 процентов стекловолокна мож- но ввести и без компатибилизационных техник, достаточно иметь качественный базовый первичный полимер; в этом случае присутствует термодинамиче- ское смешивание. Но если процент наполнения выше — скажем, 10 либо 30 процентов, — применение компати- билизаторов обязательно. Таким образом, если нужно ввести менее 10 процентов полимера или на- полнителя (оптимально 5-7 процентов), то можно обойтись и без компатибили- зации, поскольку большинство полиме- ров с таким количеством наполнителя достаточно хорошо термодинамически смешиваются. О компатибилизации можно говорить, когда наполнение со- ставит от 10 до 50 процентов включи- тельно. Следует помнить, что введение более 4-5 процентов компатибилизатора уже не улучшает, а ухудшает материал. Дело в том, что матрица начинает отторгать компатибилизатор из-за переизбытка его реакционных групп и нарушения термодинамического равновесия фаз. Если речь идет о высоконаполнен- ных полимерах, в этом случае компа- тибилизаторы неэффективны. Они в количестве 4-5 процентов уже не могут справиться с наполнениями, превыша- ющими 50 процентов, и единственным разумным путем с технологической и экономической точек зрения будет модификация самой матрицы. Метод газохимической модификации можно использовать при производстве неко- торых крупнотоннажных полимеров с заданными свойствами (табл. 3). Наиболее перспективными сегмен- тами российского рынка модификации полимеров на сегодняшний день явля- ются следующие: — совмещение несовместимых пластиков и наполнителей в произ- водстве композиционных и высоко- наполненных компаундов (для созда- ния трудногорючих, морозостойких, ударопрочных, абразивоустойчивых композиций); — выпуск промышленных и упако- вочных термоадгезивов для производ- ства труб, многослойных пленок, кабе- лей, покрытий, топливных емкостей, алюминиевых панелей; — совмещение антипиренов в труд- ногорючих кабельных композициях; — совмещение компонентов древо- полимерных композиций; —модификация дорожно-битумных и кровельных композиций; — производство силанольно- графтового полиэтилена. Материал Этапы процесса Ударопрочный (морозостойкий) полипропилен 1. Механохимический синтез гибридного порошка ПП/ПЭНД (10:90). 2. Газохимическая модификация гибридного порошка в реакторе. 3. Экструзионный синтез морозостойкого эластифицированного ПП (введение 30 процентов модифицированного гибридного порошка в расплав ПП при экструзии). Эластифицированный полиамид 1. Механохимический синтез порошка этиленвинилацетата. 2. Газохимическая модификация порошка этиленвинилацетата в реакторе. 3. Экструзионный синтез эластифицированного ПА (введение от 10 до 30 процентов модифицированного порошка этиленвинилацетата в расплав ПА при экструзии). Трудногорючий полиэтилен (негалогенный) 1. Механохимический синтез порошка ПЭ. 2. Газохимическая модификация порошка ПЭ в реакторе. 3. Экструзионный синтез трудногорючего ПЭ (введение 65 процентов негалогенных антипиренов — тригидрат алюминия или гидроксид магния — в расплав модифицированной матрицы ПЭ при экструзии). Трудногорючий полиамид (негалогенный) 1. Механохимический синтез гибридного порошка ПЭ. 2. Газохимическая модификация порошка ПЭ в реакторе. 3. Создание гибридной матрицы ПЭ/ПА в процессе экструзии. 4. Экструзионный синтез трудногорючего ПА (введение 65 процентов негалогенных антипиренов — тригидрата алюминия или гидроксида магния — в расплав модифицированной матрицы ПЭ/ПА при экструзии). Таблица 3. Получение полимерных композиций методом газохимической модификации