Толстов Олександр Леонідович. Синтез та фізико-химічні властивості термоеластопластів зі структурою напів-взаємопроникних полімерних сіток на основі модифікваних поліетиленів та каучуків : Дис... канд. наук: 02.00.06 - 2006.
Анотація до роботи:
Толстов О.Л. Синтез та фізико-хімічні властивості термоеластопластів зі структурою напів-взаємопроникних полімерних сіток на основі модифікованих поліетиленів і каучуків. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.06 - хімія високомолекулярних сполук. Інститут хімії високомолекулярних сполук НАН України, Київ, 2005.
Дисертацію присвячено синтезу поліетилен/каучукових систем зі структурою типу напів-ВПС та властивостями термоеластопластів (ТЕП) та вивченню впливу реакційноздатних полімерних модифікаторів на їх фазову структуру та фізико-хімічні властивості. Вперше встановлено, що в умовах синтезу ТЕП на основі полібутадієну-1,4 або полі(бутадієн-ко-б-метилстиролу) і вторинних поліетиленів низького або високого тиску, найбільша ефективність компатибілізації компонентів реалізується при взаємодії таких функціональних груп реакційноздатних полімерів, як епоксидна і амінна, епоксидна й ізоціанатна, чи карбоксильна й ізоціанатна при їх еквімолярному співвідношенні. Вперше знайдено, що для одержання наповнених ТЕП на основі поліетиленів, етилен-пропілен-дієнового каучуку та еластомерного наповнювача (ЕН), доцільно проводити модифікацію ЕН бітумом, який забезпечує часткову деструкцію і реактивацію наповнювача, бере участь у формуванні гібридної еластомерної сітки, та компатибілізує термопластичну і каучукову складові наповнених ТЕП.
В результаті комплексного дослідження структури та властивостей модифікованих поліетилен/каучукових систем встановлено, що хімічні процеси, які відбуваються під час їх синтезу при динамічному зшиванні каучукової складової в поліетиленовій матриці, приводять до утворення мікрогетерогенних систем зі структурою типу напів-ВПС та властивостями термоеластопластів.
Досліджено ТЕП, одержані на основі полібутадієну-1,4 або полі(бутадієн-ко-б-метилстиролу) і вторинних поліетиленів низького або високого тиску, та знайдено, що змінюючи умови динамічного зшивання каучукової складової та реакційної компатибілізації компонентів, яка відбувається на межі поділу фаз, можна досягти зменшення мікрофазового поділу системи і поліпшення фізико-механічних властивостей.
Вперше встановлено, що у вибраних умовах синтезу ТЕП, одержаних на основі полібутадієну-1,4 або полі(бутадієн-ко-б-метилстиролу) і вторинних поліетиленів низького або високого тиску, в залежності від типу поліетиленової та каучукової складової, найбільша ефективність компатибілізації компонентів реалізується при взаємодії таких функціональних груп реакційноздатних полімерів, як епоксидна і амінна, епоксидна й ізоціанатна, чи карбоксильна й ізоціанатна при їх еквімолярному співвідношенні, що підтверджується даними ІЧ-спектроскопії.
Методом ДМТА встановлено, що застосування модифікованих (функціоналізованих) поліетиленів та каучуків приводить до появи змішаної поліетилен/каучукової аморфної мікрофази, що свідчить про поліпшення сумісності між компонентами даних ТЕП. Показано вплив компатибілізуючої пари на релаксаційну поведінку вивчених ТЕП, який полягає у зміні форми та зближенні температурного положення релаксаційних максимумів розділених фаз на температурних залежностях модуля втрат, та у відповідній зміні величин модуля пружності.
Вперше знайдено, що при синтезі ТЕП на основі етилен-пропілен-дієнового кополімеру та вторинних поліетиленів низького або високого тиску, що містять еластомерний наповнювач, для отримання композицій із цінним комплексом властивостей, доцільно проводити його модифікацію бітумом, який є мультифункціональним агентом, оскільки забезпечує часткову деструкцію і реактивацію наповнювача, бере участь у формуванні гібридної еластомерної сітки, та компатибілізує термопластичну і каучукову складові наповнених ТЕП.
Досліджено мікрофазову структуру та морфологію наповнених ПЕНТ/ЕПДК та ПЕВТ/ЕПДК ТЕП і показано, що використання при синтезі даних систем еластомерного наповнювача, модифікованого бітумом, приводить до суттєвого підсилення міжфазної адгезії між реактивованими частинками наповнювача та каучуковою складовою систем за рахунок їх кополімеризації та динамічного зшивання; останнє також полегшує процес їх диспергування в поліетиленової матриці ТЕП. Визначено вплив бітумної модифікації наповнювача на морфологію, реологічні, в’язкопружні, теплофізичні та фізико-механічні властивості досліджених ТЕП.
На основі комплексного аналізу фізико-хімічних та фізико-механічних властивостей наповнених ТЕП визначено їх оптимальний склад та умови синтезу і показано, що на відміну від аналогічних систем, які містять немодифікований наповнювач, дані композити навіть при вмісті модифікованого наповнювача ~ 40-50 % проявляють властивості, притаманні класу термоеластопластів. Встановлено, що одержані матеріали стійкі до старіння, можуть багаторазово перероблятися із розтопу, а також є конкурентноздатними у порівнянні із відомими комерційними ТЕП.
