ВЛИЯНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ АЛЮМИНИЕВОЙ ПУДРЫ НА МЕХАНИЗМ И КИНЕТИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ ПОЛИЭТИЛЕНА НИЗКОЙ ПЛОТНОСТИ

  • Najaf T. Kakhramanov Институт полимерных материалов НАН Азербайджана
  • Khayala V. Allakhverdieva Институт полимерных материалов НАН Азербайджана
  • Fatima A. Mustafayeva Институт полимерных материалов НАН Азербайджана
  • Marat I. Abdullin Башкирский государственный университет
Ключевые слова: кристаллизация, дилатометрия, удельный объем, фазовый переход, алюминиевая пудра, полимерная матрица

Аннотация

Приводятся результаты исследования влияния концентрации алюминиевой пудры на механизм и закономерность изменения зависимости удельного объема от температуры в интервале 25-180 °С в композитах на основе полиэтилена низкой плотности. Путем экстраполяции верхней и нижней ветви дилатометрической кривой найдены приблизительные значения температуры стеклования композитов. Экстраполяция нижней ветви дилатометрической кривой рассматриваемых полимерных композитов к абсолютной температуре позволили определить величину «занятого» удельного объема и «свободного» удельного объема. Методом ступенчатой дилатометрии найдена температура фазового перехода первого рода композитов, которая изменяется в зависимости от концентрации алюминиевой пудры в составе полиэтилена низкой плотности. Концентрацию алюминиевой пудры с размером частиц 1-2 мкм варьировали в пределах 0,5 – 30 %масс. Установлено, что введение 0,5%масс. алюминиевой пудры практически не влияет на закономерность изменения дилатометрической кривой исходной полимерной матрицы. При концентрации наполнителя 1,0%масс. и выше происходит существенное изменение в закономерности изменения этих кривых, выражающееся в снижении величины удельного объема композитов. Резкое снижение удельного объема или возрастание плотности композитов в вязкотекучем и твердом состояниях однозначно свидетельствовали об усиливающей роли алюминиевой пудры. В композитах на основе полиэтилена низкой плотности определена зависимость свободного удельного объема от температуры и от концентрации алюминиевой пудры. Показано, что увеличение концентрации алюминиевой пудры в составе полиэтилена низкой плотности сопровождается закономерным снижением свободного объема полимерной матрицы. Полученные данные подтверждают наше представление о том, что частицы алюминиевой пудры участвуют не только в формировании гетерогенных центров кристаллизации, но и вытесняются в аморфную область по мере роста сферолитных кристаллических образований. В координатах Авраами исследованы кинетические закономерности процесса изотермической кристаллизации в области фазового перехода первого рода. Установлено, что с увеличением степени наполнения полимерной матрицы механизм кристаллизации из сферического (трехмерного) типа роста кристаллических образований переходит в пластинчатый (двухмерный) при непрерывном образовании центров кристаллизации. Даны рекомендации по практическому использованию результатов исследования процесса кристаллизации композитов применительно в технологии их переработки методом литья под давлением.

Литература

Berlin A.A., Volfson S.A., Oshman V.G. Principles of formation of composite materials. M.: Khimiya. 2009. 240 p. (in Russian).

Mettyuz F., Rollings R. Composite materials. Mechanism and technology. The world of materials and technology. Izd. Tekhnosfera. 2004. 406 p. (in Russian).

Ermakov S.N., Kerber M.L., Kravchenko T.P. Chemical modification and blending of polymers during reactive extrusion. Plast. Massy. 2007. N 10. P. 32-41 (in Russian).

Kakhramanov N.T., Ismailzade A.D., Arzumanova N.B., Mammadli U.M., Martinova Q.S. Filled composites based on polyolefins and clinoptilolite. Am. Sci. J. 2016. N 4 (4). P. 60-65.

Kahramanov N.T., Kurbanova R.V., Shatirova M.I., Muzafarov A.M., Kahramanly Yu.N., Mamedli U.M. Synthesis of organosilicon compounds for dressing nanocomposites based on high density polyethylene and quartz. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2018. V. 61. N 2. P. 65-72 (in Russian). DOI: 10.6060/tcct.20186102.5626.

Kodolov V.I., KhoKhryakov N.V., Trineva V.V. The activity of nanostructures and its appearance in nanoreac-tors of polymer matrices and in active media. Khim. Fizika Mezoskopiya. 2010. V. 10. N 4. P.448-460 (in Russian).

Begieva M.B., Malkanduev Yu.A., Mikitaev A.K. Composite materials based on polypropylene and modified Na+ - montmorillonite N, N-diallylaminoisohexanoic acid. Plast. Massy. 2018. N 9-10. P. 55-59 (in Russian).

Kakhramanov N.T., Kurbanova R.V., Gahramanly Y.N., Gadjiyeva R.Sh. Kinetic regularities of crystallization of high-filled nanocomposite materials on basis of high density polyethylene and inorganic substances. Chem. Senses. 2017. V. 42. N 9(2). P. 901-915.

Stegno E.V., Lalayan V.M., Grachev A.V., Vladimirov L.V., Berlin A.A. Properties of hybrid mixtures of boron polyoxide and ethylene-vinyl acetate copolymer. Vse mat-ly. Entsikloped. sprav. 2018. N 5. P.1-7 (in Russian).

Ivanov V.B., Solina E.V. The effect of temperature on the photodestruction of colored polymers. Vse mat-ly. Entsikloped. sprav. 2018. N 9. P. 2-7 (in Russian). DOI: 10.31044/1994-6260-2018-0-9-2-7.

Kahramanov N.T., Kasumova G.Sh., Mamedli U.M., Gasanova A.A. Kinetic regularities of crystallization of composites based on a block propylene-ethylene copolymer and mineral fillers. Kompoz. Nanostrukt. 2018. V. 10. N 4 (40). P. 135-140 (in Russian).

Nvabumby D., Kyu T. Compounds based on polyolefins. SPb: IL. Nauchnye osnovy i tekhnologii. 2014. 744 p. (in Russian).

Yin C.-L., Liu Z.-Y., Gao Y.-J., Yang M.-B. Effect of compounding procedure on morphology and crystallization behavior of isotactic polypropylene/high-density polyethylene/carbon black ternary composites. Polym. Adv. Technol. 2012. V. 23. P. 1112–1120. DOI: 10.10002/pat.2023.

Petryuk I.P. Influence of the parameters of the dispersed structure on the content of the interfacial layer in the filled polymers. Plast. Massy. 2014. N 5-6. P. 7-13 (in Russian).

Ivanchev S.S., Ozerin A.N. Nanostructures in polymer systems. Vysokomolekul. Soed. 2006. V. 48. N 8B. P. 1541-1544 (in Russian). DOI: 10.1134/S1560090406070153.

Shitov D.Yu., Kravchenko T.P., Osipchik V.S., Rakov E.G. Composite materials based on polypropylene with carbon nanofillers. Plast. Massy. 2013. N 3. P. 29-32 (in Russian).

Kodolov V.I., Khokhryakov N.V., Kuznetsov A.P. On the question of the mechanism of the influence of nanostructures on structurally changing mediums in the formation of "smart" composites. Nanotekhnika. 2006. N 3(7). P. 27–35 (in Russian).

Sheng N., Boyce M.C., Parks D.M. Multicale micromechanical modeling of polymer/clay nanokompozites and the effective clay particle. Polymer. 2004. V.45. N 2. P. 487-506. DOI: 10.2016/j.polymer.2003.10.100.

Lipatov Yu.S., Privalko V.P. On the bond of free volume with molecular parameters of linear polymers. Vysokomolek. Soed. 1973. V. 15. N 7А. P. 1517-1522 (in Russian).

Kozlov G.V., Dolbin I.V. Transfer of mechanical stress from the polymer matrix to the nanofiller in dispersed-filled nanocomposites. Materialovedenie. 2018. N 8. P. 23-27 (in Russian). DOI: 10.31044/1684-579X-2018-0-8-23-27.

Опубликован
2020-02-08
Как цитировать
Kakhramanov, N. T., Allakhverdieva, K. V., Mustafayeva, F. A., & Abdullin, M. I. (2020). ВЛИЯНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ АЛЮМИНИЕВОЙ ПУДРЫ НА МЕХАНИЗМ И КИНЕТИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ ПОЛИЭТИЛЕНА НИЗКОЙ ПЛОТНОСТИ. ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. СЕРИЯ «ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ», 63(2), 77-83. https://doi.org/10.6060/ivkkt.20206302.6045
Раздел
ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ неорг. и органических веществ, теоретические основы