Электропроводящие композиции на основе гетерогенных смесей полиэтилена и сополимеров этилена с винилацетатом тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.16 ВАК РФ

Казанский госудзрстсешШЗ теякшгагяческиЛ университет

РГН од

I О ЛИР (555

На правах рукописи

Нигматулдин Вадш Альбертсагь

ЭЛЕГЯИЛГРОЕОдаЦГ®- КС.'ЗШГЩЯГ НА ОСНОВЕ , ГЕТЕРОГЕШШХ ОЕСЕй ПОДШТКЕНА И СОПОЛШ.ЕРОВ ЗП1Ш1Л С 012П1ЛЛДЕХЛТСУ

02.00.16.- Хшия и технология композиционных материалов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учеясй степени кандидата технических раук

Казань - 1964

Работа выполнена на кафедре технологии пластических масс 1'лзанского государственного технологического университета

Научные руководители - доктор технических наук,

профессор Архнреев В.П.

- кандидат технических наук, Занкин к. Е.

, Официальные оппоненты - доктор технических наук, ' профессор Хозин В.Г.

- кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник Стоянов О.В.

Ведуиря организация - Государственная академия

тонкой химической технологии им.Ы.В.Ломоносова

Завита диссертации состоится ¿2 . в //> ¿¿■'часов на

заседании диссертационного совета Д 063.37.01 в Казанским государственном технологическом университете по адресу: 420015, г.Казань, ул_. К. Маркса, 68.

С диссертацией мокко ознакомиться в библиотеке КГТУ.

Автореферат разослал ^995г.

Ученый секретарь ^иссертацшшого совета,

кандидат технических наук Н.А.Охотина

Обдая характеристика работа

Аптуалаиость прайдам. Электропроводящие полимерные композиции (ЭПК) на основе полиолефинов (ПО), наполненных техническим углеродом (ТУ), нами широкое применение. Это обусловлено доступностью и химической инертностью их компонентов, а тшсже высокой способностью ТУ образовывать пространственную электропроводящую структуру. Однако, для обеспечения высокой электропроводности такие композищш содержат значительное количество ТУ, что сникает кх деформационно-прочностные свойства, затрудняет переработку. Модификация ПО каучуккми позволяет несколько улучшить деформационные свойства ЕПК, однако сникает их прочность, стойкость к термоокислительной .деструкции, повышает стоимость. Поэтому, весьма актуальной является задача разработки ЭПК с более оптимальным сочетанием комплекса свойств по сравнения с суцествуюшими композициями.

Известно, что гетерогенные смеси полимеров, в некоторых случаях, обладают более высокой электропроводностью, чей композиции на основе отделы»;* полимеров. В этой связи, поставленная задача может быть решена, если использовать в качестве полимерной матрицы ЗПК смесь полимеров, которая отвечала бы двум требованиям. Во-первых, ,зто гетерогенность, но-вторах, сочетание хороших эксплуатационных и технологических свойств. Предварительный анализ баяьвого количества смесей ПЗ с различными полимерами показал, • что этим требованиям в большей степени может соогветствовать смесь ПЗ с сополимером ершена с впнилацегатом (СЭВА). Однако, в настоящее время не установлены общие принципы создания ЭПК на основе гетерогенных смесей полкме-ров. "

В этой связи, цсхыд дзшшД работы было исследование возможности и условий реализации эффекта повышенной электропроводности композиций на основе смесей ПЭ и США, изучение взаимосвязи между коллоидной структурой композиций и их свойствами, а также разработка ЭПК с оптимальным сочетанием технологических и' эксплуатационной -

СВОЙСТВ. '

Для достижения данной цели были поставлены следующие оспотше

задачи:

- исследовать влияние термодинамических характеристик смесей полимеров и технологических условий получения композиций на характер распределения ТУ между полимерными компонентами;

,-' выявить свявь ,коллоидной структура шлиерной смеси и характера .распределения ТУ' 6, электрическими, механическими и реологическими двойствами композиций;

. - разработать на основе полученных данных оптимальные составы новых

эпк. •'

^ Научная подала. Обнаружен рачее неизвестный факт, перераспределения ТУ из предварительно наполненного полимера в ненаполненный при их смешении в расплаве, в результате взаиморастворения полиме-• ров.й количественно. ш определяемого.

Впервые показано, что для гетерогенных смесей полимеров эффект повышенной электропроводности наблюдается при равномерном распределении ТУ между иолш,¡ерами, а величина эффекта в этом случае обрат--*непропорциональна их термодинамическому сродству.

Определены основные закономерности повышения адгезии ыезду ГО и{СЗЗА-28 при добавлении к шш статистического сополимера этилена с вкнилацетатом. Необходимо, чтобы полимерная добавка характеризовалась достаточно высокой растворимостью в том полимере смеси, с которым она смешивается предварительно, и одновременно высокой адгезией ко' второму полимеру смеси,

'' Практическая ценность. На основании проведенных исследований разработан способ получения и предложены составы электропроводящих полимерных композиций. Разработанные композиции обладают высокой электропроводностью при малом содержании ТУ и имеют, при этом, хорошие, деформационно-прочностные свойства, а также характеризуются низкой еязкостью и высокой стойкостью к термоокислительной деструкции. Достоинством разработанных композиций является сохранение высокой электропроводности расплава при воздействии деформации сдви-_ га, что делает возможным их переработку литье;.; под давлением.

Апробация работа. Результаты работы обсуждались и докладывались на научных конференциях КХТИ им. С.М.Кирова (г.Казань 1990-1993 г.г.); научно-технической конференции "Полимерные компо-еициошше материалы в изделиях машиностроения и товарах народного потребления (г.Москва, 1991); школе-семинаре "Формирование поверхности и ыедфаэные явления в композициях"(г.Ижевск, • 1991); научно-техническом семинаре . "Композиционные пленочные материалы" <г.Москве, 1952г,); всесоюзной конференции по переработке полшер-¿.ы*>мтеркадвв в изделия (р.ИкевсЯк, . 1993г.); научно-технической

конференции "Теоретические основы получения, переработки и примене имя материалов со специальными свойствами" (г.Сшист Петербург, 1993г.): международной конференции «о техническому углероду (ОЕран ция, г.Милуз, 1992г.).

Структура и обь&н работа. Диссертация состоит на введения, пн ти глав, выводов,' списка литературы, включающего /¿¿Я наименований. Диссертация иллюстрирована рисунками, содержит /3 таблиц.

Сбъсяти н погоди ксслодозашй» В работе были использованы промямленные обрааци полимерии: ни лиэтнлен низкого давления (ПЗНД) базовой марки 273, полиэтилен высокого давления (П5ВД) марки 16803-070, сополимеры этилена с винил-ацетатом (СЭВА) парок: 11104-35; 11306-75;.11507-375; 11708-12^0. соответственно СЗВА-0; СЭВА-13; СЗВА-22; СЭВА-28. А также, полипропилен (Ш) марки 01003, уретаноБыГ! термоэластоллаот (УТЭП) марки "Урелак" на основе полиокситетраэтиленгликоля, 4,4-дифенилметанди-изоцианата и 1,4-бутачдиола, политетрафторэтилен (ПТОЗ) марки "5торнласт-4". В качестве электропроводящего* наполнителя был использован техуглерод марки 11257-3.

Образцы ЭПК готовили смешением в расплаве на микровальцах. Для регулирования характера распределения ТУ иелду полимерами смесей изменяли последовательность смешения компонентов:

- ТУ предварительно смешивали о ПЗ о последующи смешением с СЭВА;

- ТУ предварительно смешивали о СЗВА с последующи.! смешением с ПЭ;

- ТУ вводили в смесь пол1шерав;

- часть ГУ вводили в ГО, часть в СЗВА, пропорционально их содер.та-пию в композиции, о последующий совместным .смешением предварительно наполненных полимеров.

Распр^-о-тсгпгз Г/ а сиесяз ПЭ и СЕВА . л из аг.п:щшяро2окиост5. Исследование электропроводности показало, что смеси ПЭ и США независимо о? порядка смешения ТУ с пате,{ерами смеси, начиная с содержания ВА в СЗВА 13 7. масс., имеют более низкое удельное обьемнов электросопротивление (р), чей композиции на основе отдельных полимеров (рис.1). С увеличением содержания ВА а СЗВА возрастает величина асКюктз снижения р и одновременно.расоиряется концентрационная

-ОЛЗСТЬ СООГКОШ9К1Ш полшеров, в которой Проявляете)! ЭТОТ рффект.

'.Методом оптической микроскопии было обнаружено, что в смесях, полученных предварительным смешением ТУ с одним из палимедоЕ смеси или ' его введением в смесь полимеров, наблюдается преимущественная локализация ГУ в одном из полимерных компонентов. Этот Факт не противоречит известным данным и является возможной причиной повышенной электропроводности исследованных смесей. Однако, с имеющихся точек зрения, необъяснима зависимость р от содержания ВА в СЭВА. Микроскопические исследования показали, что повышение р связано с увеличением равномерности распределения ТУ при уменьшении содержания ВА для смеси ПЭ с СЭВА-,. и при увеличении содержания ВА для смеси СЭВА- 28 с различными СЗВА. В случае получения композиций предвари-р, Ом-м. . Ряс. 1 Зависимость р наполненных

смесей ЕЭ:СЭВА=»1:2(1,2,3), СЭВА: (США-18)=1:2 (4) от содержания ВА в СУВА. ТУ предварительно введен в СЗВА (3), в СЭВА-28 (4), в смесь полимеров (2), в ваздый полимер (1). Содержание ТУ 10 7. ыасс.

тельным смешенном наполнителя с одним из полимеров, 1 равномерное распределение ТУ может .быть 15 30 обусловлено только его нерерас-

5> ВА в СОВА, % масс. пределением из предварительно наполненного полимера б ненаполненный в процессе смешения в расплаве. В тате врэыл, считается, что перераспределение ТУ возможно только в исключительных случая»;, когда адсорбционное взаимодействие полимера с наполнителем незначительно и возможна десорбция полимера. При этой установлено, что при смешении полимеров в расплаве перераспределение ТУ маловероятно. Тем не менее, методом селективной экстракции одного из полимеров смеси был подтвержден факт перераспределения ТУ из предварительно наполненного полимера в ненаподкен-1ШЙ (табл.1 ксмп.1-6). Анализ данных представленных ь табл.1 показал, что доля перераспределившегося ТУ увеличивается как при увеличении взалдарасгворимэетн полмиров смеси, так и при увеличении со-дертачия ненаяолнешгого до совместного смешения полимера см-;ся. Ото

-6-

возмогло, если перераспределение ТУ происходит в процессе частотного взаиморастворения предварительно наполненного полимера в ненаполненном вместе с адсорбированными макромолекулами и не связано с адсорбционш-десорбционными процессами на поверхности ' наполнителя. С этой точки зрения, вполне закономерно го, что концентрация ТУ в незаполненном до совместного смешения полимере смеси (СЗВА-28) при

Таблица 1

Распределение техуглерода в композиции (СЭ8А-28):(Полимзр-2):техуглерод

Порядок сме- II ком Соотношение Полимер-2 Содержа- Доля ТУ. пе-

шения компо- пози- (Полшер-2) : ние ТУ в рераспреде-

нентов ции (СЭВА-28):ТУ, СЭВА-28, лившегося

X масс. 7. масс. в СЭВА-28,

а масс.

1 20:79:1 СЭВА-13 0.72 . 67 .

Техуглерод 2 СЭВА-6 0.32 27

предвари- 3 ПЭ 0.04 3

тельно сме-

шан с Поли- 4 25.7:73:1.3 СЭВА-13 0.68 .47.2

мером- 2 б //- СЭВА-6 0.3 19.3

6 -//- па 0.035 . 2.1''

ТУ смешан с 7 20:79:1 СЭВА-33 1.05 =хз

обоими поли- 8 -//- СЭВА-б 0.95

мерами 9 ПЭ • 1.05

одинаковом содержании ВА в Полимере-2,не зависит от соотношения полимеров (табл.1 комп.1-6). Поскольку, сргласно известному правилу, концентрация предварительно наполненного полимера в ненаполненном, после их совместного смешения, доллна быть:постоянна и независима от соотношения полимеров, и определяется только пределом их взашо- , растворимости. Возрастание взаиморастворимости ПЭ и СЭВА при уменьшении содержания ВА в последнем, и, наоборот, при его увеличении, для смесей СЭВА-28 и СЭВА, приводит к увеличению доли перераспредэ-. лившегося ТУ (табл.1, комп.1-6). В результате, наблюдается более

равномерное распределение ТУ между полимерами, что приводит к аако-пом^рному повышен™ р композиций до аддитивных значений (рис. 1).

В смесях, полученных предварительным снесением ТУ с каждым полимером снегч, наблюдается равномерное распределение ТУ ыекду полимерными компонентами, независимо от содерлаяия ВА в СЭВА, что было показано исследованиями при помощи оптической микроскопии и селективной экстракцией одного из полимеров (табл.1, комн.7-9). Тем не менее, эти композиции имели более низкое р, чем отдельные полимеры (рис.1). с существующих точек зрения это возможно в случае локализации ТУ на межфазной границе.

Однако, исследования показали, чго сверхаддитивная электропроводность не связана с локализацией ТУ на шдфазной границе. Для доказательства этого была использована оригинальная методика приготовления наполненных композиций, исключающая стадию смешения полимеров в расплава, и, как следствие, возможность локализации ТУ на межфазной границе. Композиции получали механическим смешением при комнатной температуре порошков наполненных полимеров и прессованием образцов ниже температуры плавления полимеров- В дальнейшем осуществлялось сплаапение композиций в процессе нагрева с одновременном измерение».! р. Тем не менее, даже при таком способе получения композиций, обеспечивающем равномерное распределение ТУ, гетерогенные смеси обладали пошменнш р. Причем, величина сверхаддитивной электропроводности увеличивалась при увеличении различий в содержании ВА в полимерах смеси.

Наиболее вахнш отличием гетерогенных смесей от композиций на основе отдельных полимеров является наличие межфазной границы, влияние которой на электропроводность можно предположительно объяснить ■'•ледующим образом. Известно, что определенная часть граничного сл°я полимеров может характеризоваться меньшей плотностью и большей под-пижкостью макромолекул, чем в объеме полимера. Это обеспечивает <Vi.ibür/K> подвижность частиц ТУ в разрыхленном слое. В результате, уврличивается подвижность частиц ТУ, скорость формирования егс пространственной сетчатой структуры и ее совершенство. При этом, ппррясг.чет электропроводность граничных слоев полимеров, чтс vn->¡:ne4i4icif"r сверхаддитивную электропроводность композиций.

И. •рледоиалии воотановления сетчаток структуры ТУ в расплава? Ki «¡нмчпий. со'-тоящин порошка наполненного ПЭ8Д или соответстве»

но СЗВА-28, к iкоторым бшш 'добавлена порошки различных ненаполнен-ных полимеров (П38Д, СЗВА-В, C3BA-13, СЭВ А-22, СЗЗА-28, . ПП, П'ГФЭ, УТЭЛ) подтвердило, что сгоросгь восстановления и совершенство сетчатой структуры ТУ в гетерогенных смесях полимерен ьыяе,чем в от-' дельных жшгмерах и увелгшзаегся при уменьшении термсдинамичесюто сродства полтеров слгесл. Это полет быть связано с увеличением раз-рьиленности граничного слоя ыехду полимерами при умньиеиии ихтермодинамического сродства. Этот вывод согласуется с теорией пред-

U [рп»(рсэва)/рсм]» 01Д-М РИС.2 Э.'ШИСИМОСТЬ отношения 8 р композиции ПЗВД: ТУ (рпэ) к р композиции ПЭЗД: (Поли-мер-2):ТУ (рс>о (1), « Р композиции (СЭВА-28): ТУ " (реэга) к Р композиции (По-лимер-2):(СЭВА-28):ТУ (рсм) 4 (2) от параметра В. Полимер- 2 указан на рис.

ложеиной Гелфандом, согласно которой плотность полимера па межфазной границе тем ниже, чем ниже энергия -0.4 ■ ' '* 0.8

взаимодействия нейду поли- ' L.g В, кДж/м3

морами'. Сопоставление величины сверхаддитивной электропроводности гетерогенных смесей, которую оценивали по логарифму отношения электросопротивления композиций на основе ПЭ иля.СЭВА-28 (ррЭ или Рсава) к электросопротивления гетерогенной смеси (рСы) с энергией взаимодействия между полимерами смеси, которую оценивали'по логарифму квадрата разности плотностей энергии когезшг полимеров смеси (параметр в) показало, что зависимость логарифма сверхаддитивной электропроводности от логарифма параметра: р близка к линейкой (рис.2).

Таким образом, электропроводность смесей ГО и СЗВА, полученных смешением в расплаве определяется как распределением ТУ мезлу полимэрами смеси, так и наличием граничного слоя полимера. Причем, как показали исследования, оба фактора вносят сопоставимый вклад. Вели-'

чина сверхадднтшшой электропроводности гетерогенных смес-й ГО и ПЗВЛ увеличивается при уменьшении их термодинамического сродства, что обусловлено более полной локализацией техуглерода в одном из полимеров »"меси и большим вкладом межфазнон границы в повышение япектропроводности.

Де}армацшшш-прочносгнш свойства наполненных смесей ПЭ и СЭВА.

При исследовании деформационно-прочностных свойств смесей ПЭ и СЗВА било обнаружено, что при увеличении содержания ВА в СЭВА наб-

е- ^

К- , la

íiOOi---Рис.3 Зависимость е композиций

Г13НД:СЭВА:ТУ (2,3,4) И ПЭНД:СЭВА: (США- 13) : ТУ (1) от содержания ПЭНД. Содержание ВА в СЭВА, 7. масс.: 28 - (1,4); 22 - (3); 13.5-(2). ТУ предварительно смешан с 60О СЭВА. Содержание ТУ 15 % масс.

Соотношение (СЭВА-13): 113=25:75 7. масс. СЭВА-13 предварительно смешан с ПЭ.

людаэтся снижение как относительного удлинения (s) (рис.3), так и 40 • ' 80 предела текучести (бт) и разрушаю-

5> ПЭ, % масс. щего напряжения (бр) композиций. Причем, при содержании ВА 22 и 28 X масс, зависимость с от соотношения полимеров имеет ярко выраженный "S-образный характер". И~ме-рение усилия расслаивания (ба) между полимерными пленками позволило заключить, что снижение е смесей ПЭ и СЭВА по сравнению с композициями на основе отдельных полимеров обусловлено снижением адгезии между ПЭ и СЭВА при увеличении содержания ВА в последнем. "S-образ-ннй характер" зависимости £ композиций от соотношения полимеров обусловлен изменением соотношения модуля упругости дисперсионной гррды и дисперсной фаза при обращении фаз. При меньшем содержании ПЭ, вынулсденно-эластическая деформация дисперсионой среды, образо-иаиной ниакомодульним СЭВА. начинается при нагрузках недостаточных

для деформирования дисперсных частиц високомодульного ПЭ. При этом, вследствии низкой адгезии между ПЭ и СЭВА, возможно отслоение дисперсионной среды от дисперсной фаза, и уменьшение е смесей ПЭ и СЭВА по сравнению с композициями на основе отдельных полимер:,н.

Известно, что деформационно-прочностные свойства гетерогенных смесей полимеров можно улучшить модификацией дсбашсамл,способствующими повышению адгезии (ДСА). В качестве таких добавог. с.Гшчмо используют блок-сополимеры, сегменты которых иидентячпп „ь^-ньям обоих полимеров смеси. Однако, с практической точки греши! с.;ли и/, лессюбразно исследовать возможность использовании в качестве ЛОЛ дли смесей ПЭ и СЭЗА-Ё8, характеризующихся максимальной электропроводностью, статистических сополимеров этилена с ви.нплацетс.том со-дер:*ащих 6, 13 и 22 X масс. ВА.

Было обнаружено, что залетное увеличение 6а между ПЭ и и&ВА-йа наблюдается только в случае их модификации СЗВА-13 (табл.2). Причем, увеличение ба более значительно при введении СЭВА-13 в ПЭ. Анализ данных приведенных в табл.2 и литературных данных по растворимости полимеров позволил сделать вывод, что значительное увеличение усилия расслаивания между ПЭ и СЭВА-28 наблюдается только в том случае, когда полимерная добавка, используемая в качестве ДСА, характеризуется высокой растворимостью в том полимере смеси, в который она вводится, и високо.й адгезией ко второму полимеру смеси, в этих условиях добавка проявляет поверхностно-активные свойства и заметно повышает адгезии мезду ПЭ и СЭВА-28;

Модификация смесей ПЭ и СЭВА-28 ДСА, в качестве которой использовалVI СЗВА-13, позволила значительно увеличить в композиций (рис.3) при одновременном увеличении их прочности. Причем, при содержании ПЭ в композиции 40 * 60% масс. е модифицированных композиций вше аддитивных значений.

Исследование влияния ДСА на электросопротивление смесей ПЭ и СЭВА-28 показало, что при оптимальном содержании ДСА в композиции (при соотношении ПЗ:ДСЛ = 75:25 7* масс.) р модифицированных и немо-дифицированшх композиций сопоставило. Значительное увеличение р модифицированных композиций наблюдается лишь при содержании ДСА более 50 7. от массы ПЭ, что, очевидно, обусловленно увеличением взаиморастворимости ПЭ и СЭВА-28 в присутствии ДСА и увеличением,в результате этого, равномерности распределения ТУ между ними.

Таблица 2

Усилие-расслаивания (ба) между полимерными , пленками субстрата и адгеаива, кН-м.

1 Адгезив Субстрат Содержание ВА в JICA, X

. 6 13.5 22.0 28.0

ПЭ + 25 X ДСА f СЭВА-28 £.5 4.95 2.16 1.74

СЭВА-28 + 25 ДСА ПЭ 1.Ш 1.94 2.2 -

■■ АСА СЭВА-28 2.34 6.76 11.7 -

ДСА ПЭ 3.6 2.77 1.4 • 1.74

Злактросопраназлаши цаполлешшж cweceft ПЗ н СЭВА прл воздаГкгшш де£ориац1ш сдюта.

'• Условии переработки ЭЛК чрезвычайно сильно влияют на электропроводность изделий из них. Это обусловлено разрушением кодтуля-ционнок структуры ТУ под воздействием деформации сдвига. ; Изучение электросопротивления расплавов ЗПК показала, что р композиций на основе отдельных полимеров при увеличении скорости сдвига возрастает до определенного значения (рмах). которое превыше? па несколько порядков р расплавов в статических условиях (рис.4). Локализация ТУ в одном из полимеров позволяет существенно отшить рМах смесей ГО к СЭВА. Причем, риах композиций тем ниже, чей нот гершдинашческое сродство Ш и СЭВА. Бри исследовании Электросопротивления' смесей ПЭ и СЭВА-28 при соотношении полимеров равной 1:1 был обнаружен необычны"! ейект снижения р расплава композиции,; .посла достигши рмак, при дальнейшем увеличении скорости сдд:£га,который не наОллдался при других соотношениях полимеров. Очевидно, прл данном .соозтсогешш ПЭ и CSBA-2S оба полимера образуют пвпрерившз фазы. При увеличении скорости сдвига возможно проиохо-дн^унарусашю ■ непрерывности фазы более вязкого ПЭ и переход ого в диф10рсноо состояние. В результате^ непрерывность дисперсионной сре-

Рис.4 Зависимость р композиций ПЭВД:ТУ(1), ПЗВД:(СЭВА-28):ТУ (2) и ПЭВД:(СЭВА-28):(СЭВА-13):ТУ (3,4) от скорости сдвига. ТУ предварительно смекал с СЭВА-28. Содержание ГУ 20 1 масс. СЭВА-13 предварительно смешан с ПЭ. Со-дергшние СЭВА-13:5 7. -(3) и 20 7. (4) масс.

ды, образованной СЭВА-28 возрастает, что приводит к снижению Р композиции. При другах соотношениях полимеров обращения фсв при увеличении скорости сдвига не происходит, поэтому наблюдается закономерное увеличение р композиций при увеличении скорости сдвига до р)(а,(.

Модификация смесей ПЭ и СЭВА-28 ДЗА, в качестве которой использовали С5ВЛ-13, позволяет снизить рмах расплава при воздействии деформации сдвига. С увеличением содержания СЭВА-13 макси-кум на кривой зависимости р от скорости сдвига уменьшается, а при' содержании СЭ8А-13 20 7. масс, наблюдается незначительный рост р во всем исследованном интервале скоростей сдвига (рис.4).

Сравнительные характеристики, выпускаемых промышленностью и разработанных, ЭПК приведены в (табл.З). Разработанные ЭЛК превосходят существующие композиции по деформационно-прочность^« свойства).!,' стойкости к термоокислительной деструкции, сох ран:- от високую электропроводность после переработки. При этом, имееаоя возможность варьирования вязкости композиций в широких пределах, что позволяет ах переработку различными методами.

выводы

1. Исследовано распределение техуглерода в смесях ПЭ с различными СЭВ А, а также в смесях СЭЗА содержащего 28 7. масс. ВА, с другими СЗВА. Показано, что в исследованных смесях наблюдается локализация техуглерода в одном из полимерса смеси, что является одной иь причин повышения их электропроводности по сравнению с композициями

1.2 2.4

Габлт.д 3

Состав и некоторые характеристики разработанных ЗПК (л) и выпускаемых промышленностью

1 | Состав компо- Марка композиции 1

| ЗИЦИЙ (£) , II

1 (

I их свойства. 107-31|П2ЭС-121 1 § ЭПК-7 ЗПК-9 ЭПК-1* | I атк-г* |

1 пзвд 60.4 69.9 - 65.9 1

! пэнд - - - - 50 40 |

| СЭВА-28 - - - 13.3 26.7 |

| США-13 - - 69.8 - 16.7 13.3 |

| 1ШБ-118 17 - - - - - |

| СКН-28 - 1С) - ' - - - |

| ЛСТ-30 - - 10 - - - |

I УТЗП - - - 20 - - |

| П267-Э 22.2 20 20 14 20 20 |

| термостаби-

I лизатор 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 |

1 Е. X 156 110 460 400 570 530 1

I бт, МПа - - . 6.1 - 16.1 12.8|

| бр, Ша 8.1 8.0 12.5 15 15 12.51

|ПТГ-, г/10 мин. 0.45 0.1 5.6 3.9 0.56 1.5 |

| р, Ом-м:

|образца, экег-

|рудированного

|при г=ЮО с-1

|и Т = 433 К 5 17 25 12 2.7 1.4 |

|Ьцнд. поглоце-

|щення Ой при

|Т = 473 К, мин 60 35 45 35 85 85

_____)___

на основе отдельных полимеров.

2. Обнаружен ранее неизвестный факт, влияющий на распределение гехчглпрода в гетзрогвкных смесях полимеров. Показано, что наблю-д-»«'тс-.н перераспределение техуглерода из предварительно наполненного

полимера в ненаполнетшй при их смешении в расплаве, которое обуслозленно вааимораотворением полимеров и количественно им определяется.

3. Впервые >■ установлено, что эффект повышенной электропроводности гетерогенных смесей полимеров наблюдается не только при особом распределении техуглерода, но имеет место и при равномерном распределении техуглерода. Причем, величина эффекта позшенной электропроводности возрастает при снижении термодинамического сродства полимеров смеси. Высказано предположение, что причиной этого является формирование более совершенной сетчатой структуры техуглерода в приграничном слое полимера вследствии разрыхлешюсти последнего.

4. Исследовано влияние характера распределения техуглерода к содержания ВА в СЭВА на деформационно-прочностные свойства смесей ПЭ и СЭВА. Показано, что это влияние проявляется через изменение адгезии между полимерами и соотношения модуля упругости полимерных фаз.

5. Показано, что статистический сополимер этилена с винилаце-татом можно использовать в качестве добавки способствующей повышению адгезии (ДСА) между пантерами смеси БЭ и СЗЗА-28. Установлены основные принципы 'повышения адгезии медду полимерами для этого случая. Необходимо, чтобы ДСА характеризовалась достаточно высогай растворимостью в том полимере смеси.с которым она предварительно смешивается, и одновременно высокой адгезией ко второму полимеру смеси.

6. Показано, что распределение техуглерода между полимерами смеси оказывает значительное влияние на текучесть ЗПК на основе смесей ПЭ и СЭВА. Большей текучестью обладают расплавы ЭПК, в которых техуглерод локализован в более вязком полимере.

8. Изучено изменение электропроводности наполненных техуглеро-дсм расплавов полимеров и их смесей при воздействии сдвиговых де формаций". Показано, что локализация техуглерода в одной из полимерных фаз смеси позволяет получать композиции сохраняющие высхнсуга электропроводность при воздействии сдвиговых деформаций.

9. На основании проведенных исследований предложены технологические реишы и составы ЭПК, которые превосходят существующие композиции по комплексу технологических- н эксплуатационных свойств. Выпущена опытная партия разработанной ЭПК на КАПО "Оргсинтеа".

-15-

Осиавшю результаты диссертационной работы излагала в следувдиж публикациях.

1. A.c. 1733443, МКИ С 08 L 23/04. Электропроводящая композиция / Заикин А.Е., Лигматуллин В.А., Архиреев В.П., Зайцев А.И., Черевин В.Ф., АхметЕИН И.С. - N 4854837; Заявл. 24.07.90.; Опубл. 15.01.92.// 15.05.92.- В.И. N 18.

2. Злектроярозодядая термопластичная литьевая композиция на основе полиэтилена / Заикин А.Е., Нигматуллин В.А., Архиреев В.П. // Полимерные композиционные материалы в изделиях машиностроения и товарах народного потребления: Научн.-техн. конф.: Тез. докл.-Москва.- 1991,- с.26.

3. Межфазное взаимодействие в смеси полиэтилен - сополимер этилена с виьллацегатом в присутствии наполнителя / Заикин А.Е., Нигматуллин В.А., Архиреев В.П. // Формирование поверхности и межфазные явления в композициях: Школа-семинар: Тез. докл.- Ижевск. -1991.- с.10.

4. Влияние сополимера на межфазное взаимодействие полиэтилена о сев;1леном / Заикин А.Е., Нигматуллин В.А., Архиреев В.П. // Формирование поверхности и мезкфазные явления в композициях: Школа-семинар: Таз. докл.- Ижевск.- 1991.- с.20.

5. Электропроводящая пленочная композиция на основе полиолефи-нов / Заикин А.Е., Нигматуллин В.А., Харитонов Е.А. /У Композиционные пленочные материалы: . Научн.-техн. семинар.: Тез. докл.- Москва.- 1992.- с.42.

6. Структурообразование техуглерода на гоанице раздела фаз/ Заикин А.Е., Нигмагуллин В.А., Архиреев В.П. // Веер. конф. по пе-ререработке полимерных материалов в изделия: Тез. докл.- Ижевск. -1993.- С.29.

7. Распределение технического углерода в reiэрогенных смесях полимеров и их электропроводность ./ Мазитова Е.В., Нигмагуллин В.А., Заикин А.Е.// Синтез, исследование свойств, модификация и переработка высокомолекулярных соединений: 7 Межреспубл. научн. конф. студентов ВУЗов: Тез. докл.- Казань.- 1994.-с.58.

8. Исследование молекулярной стоуктуры полиэтилена в наполненных композициях / Закаыская Т.П., Нигматуллин В.А., Лебердеев Р.Я. // Синтез, исследование свойств, модификация и переработка высокомолекулярных соединений: 7 Межреспубл. научн. конф. студентов ВУЗов: тез. дскл - Казань.- 1994,- с.'.М".

9. Networkingof Carbon black in Polymer the Presence of an Interface / ZaiKin A.E., Nigmatullin Vi.A. // Kautschuk Gummi Kunststoffe. 1994. - У.47. - M 10^ - Р.709.

Соискатель 8.А. Нигматуллин

ЗАКАЗiS ТИРАЖ 00 ЭКЗ.

0-ХСЕТНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ КАЗАНСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 420015. КАЗАНЬ, К.МАРКСА, 68