Влияние способа диспергирования модифицированного слоистого силиката на структуру и свойства смесевых композитов на основе полиамида и функционализированного полиолефина

Изучены зависимости структуры и свойств смесей полиамида 6 (ПА6) с функционализированным полиолефином (фПО) от способа диспергирования органомодифицированной глины Cloisite 30В (Cl30В). Концентрация органоглины Cl30В в смесях ПА6/фПО была постоянной и составляла 3,0 мас.%, а содержание фПО варьировали от 10 до 50 мас.%. Компаундирование смесей осуществляли в расплаве при использовании двухшнекового экструзионного реактора-смесителя. Органоглину в состав смесей вводили двумя способами: одновременно со всеми полимерными компонентами (одностадийный процесс) и из предварительно полученного концентрата Cl30В в фПО (двухстадийный процесс). Установлено, что введение органоглины Cl30B в состав ПА6/фПО смеси по двухстадийной технологии дает возможность получать нанокомпозиты с повышенными пределом текучести (на 5–6 %), прочностью при разрыве (на 9–15 %) и относительным удлинением при разрыве (в 1,2–4 раза) по сравнению с нанокомпозитами, приготовленными по одностадийной технологии. В то же время нанокомпозиты, полученные по одностадийной технологии, в которых дисперсионную среду образует ПА6, независимо от типа надреза и способа испытаний обладают более высокой стойкостью к удару (до 1,2 раза), чем материалы, приготовленные двухстадийным способом. Это объясняется различиями в степени диспергирования нанонаполнителя и уровне межфазных взаимодействий между полимерными компонентами и наночастицами, вследствие чего изменяются кристалличность компонентов в смесях, а также комплекс их реологических и механических характеристик. Также показано, что добавки органоглины Cl30B независимо от способа ее введения увеличивают термостабильность ПА6/фПО смесей по сравнению с исходным ПА6. Полученные результаты могут быть использованы при разработке реальных нанокомпозитов технического назначения с улучшенными свойствами на базе ПА6 и фПО.

1. Utracki, L.A. History of commercial polymer alloys and blends (from a perspective of the patent literature) / L. A. Utracki // Polym. Eng. Sci. – 1995. – Vol. 35, №1. – P. 2–17. https://doi.org/10.1002/pen.760350103

2. Песецкий, C.C. Смесевые полиамидные композиции и технологии их получения (обзор) / C. C. Песецкий, А. А. Богославский // Материалы. Технологии. Инструменты. – 1999. – № 2. – С. 27–38.

3. Jurkowski, B. Functionalized polylefins and aliphatic polyamide blends: interphase interactions, rheology, and high elastic properties of melts / B. Jurkowski, S. S. Pesetskii // Polyolefin Blends / ed. D. Nwabunma and T. Kyu. – Wiley and Sons Inc. Hoboken, New Jersey, 2008. – Ch.18. – P. 527–555. https://doi.org/10.1002/9780470199008.ch18

4. Pesetskii, S. S. Polymer/Clay Nanocomposites Produced by Dispersing Layered Silicates in Thermoplastic Melts / S. S. Pesetskii, S. P. Bogdanovich, V. N. Aderikha // Polymer Nanocomposites for Advanced Engineering and Military Applications / ed. N. Ramdani. – IGI Global, USA, 2019. – Сh. 3. – P. 66–94. https://doi.org/10.4018/978-1-5225-7838-3.ch003

5. Песецкий, С.С. Нанокомпозиты, получаемые диспергированием слоистых силикатов в расплавах полимеров (обзор) / С.С. Песецкий, С.П. Богданович, Н.К. Мышкин // Полимер. материалы и технологии. – 2015. – Т. 1, №1. – С. 7–37.

6. Песецкий, С. С. Смеси алифатических полиамидов с функционализированными полиолефинами: межфазные взаимодействия, особенности реологического поведения расплавов, структуры и механических свойств / С. С. Песецкий, Ю.М. Кривогуз // Докл. Нац. акад. наук Беларуси. – 2018. – Т. 62, № 4. – С. 480–487. https://doi.org/10.29235/1561-8323-2018-62-4-480-487

7. White, J.L. Rheological behavior of molten polymer blends and particle-filled melts / J.L. White // Polymer Compatibility and Incompatibility: Principles and Practices / ed. K. Sols. – New York: Harwoord Academic Publishers, 1982. – 464 p. https://doi.org/10.1007/978-94-015-9213-0

8. Полимерные смеси / под. ред. Д. Пола, С. Ньюмена. – М.: Мир, 1981. – Т. 2. – 461 с.

9. Fornes, T.D. Crystallization behavior of nylon 6 nanocomposites / T. D. Fornes, D. R. Paul // Polymer. – 2003. – Vol. 44. – P. 3945–3961. https://doi.org/10.1016/S0032-3861(03)00344-6