Экономические науки/1.Химия и химические технологии

д.х.н. Кахраманов Н.Т., Гаджиева Р.Ш., д.х.н. Гулиев А.М.

Институт полимерных материалов Национальной АН Азерб., Азербайджан

Термоэластопласты на основе поливинилхлорида и бутадиен-нитрильного каучука

Исследования в направлении получения эластопластов вызваны необходимостью получения на их основе пенополимерных сорбентов, предназначенных для сорбции нефти и нефтепродуктов с грунтовой поверхности. Пластоэластические свойства полимерных материалов в данном случае необходимы для повышения порозности пенополимерных сорбентов, изготовленных в виде гранул и матов. Для этого, в качестве объекта исследования рассматриваются полимерные смеси на основе поливинилхлорида (ПВХ), бутадиен-нитрильного каучука (СКН).

С этой целью в данной работе рассмотрено влияние различных марок СКН с различным содержанием нитрильных групп (СКН-18, СКН-26 и СКН-40) на смешиваемость композиции и их свойства. Представленные марки бутадиен-нитрильного каучка отличаются только содержанием нитрильных групп в следующей последовательности: 18, 26 и 40%. Важно было выяснить, как концентрация нитрильных групп в составе СКН может влиять на прочность полимерных смесей ПВХ+СКН.

В таблице приводятся результаты исследования влияния соотношения компонентов смеси ПВХ:СКН и типа СКН на разрушающее напряжение композиций. Сопоставляя данные, приведенные в этой таблице можно установить, что сравнительно лучшими прочностными свойствами обладают те смеси, в которых в качестве нитрильного каучука используется СКН-40. Это обстоятельство позволяет считать, что в данной композиции нитрильный каучук с высоким содержанием нитрильных групп обеспечивает сравнительно лучшую технологическую совместимость с ПВХ, тем самым, способствуя повышению прочности образцов. Характерно, что при концентрации СКН в смеси в пределах 5.0-40.0% масс. влияние марки каучука на свойства полимерных смесей проявляется в большей степени. При концентрации каучука свыше 40%масс. прочность образцов практически не зависит от марки СКН и изменяется по одинаковой закономерности.

Таблица. Влияние марки СКН и соотношения компонентов ПВХ/СКН

на разрушающее напряжение полимерных композиций.

Состав композиции ПВХ/СКН

Разрушающее напряжение, МПа

ПВХ 95%ПВХ+5%СКН-18 90%ПВХ+10%СКН-18 80%ПВХ+20%СКН-18 70%ПВХ+30%СКН18 60%ПВХ+40%СКН-18 50%ПВХ+50%СКН-18 30%ПВХ+70%СКН-18 20%ПВХ+80%СКН-18 10%ПВХ+90%СКН-18 95%ПВХ+5%СКН-26 90%ПВХ+10%СКН-26 80%ПВХ+20%СКН-26 70%ПВХ+30%СКН-26 60%ПВХ+40%СКН-26 50%ПВХ+50%СКН-26 30%ПВХ+70%СКН-26 20%ПВХ+80%СКН-26 10%ПВХ+90%СКН-26 95%ПВХ+5%СКН-40 90%ПВХ+10%СКН-40 80%ПВХ+20%СКН-40 70%ПВХ+30%СКН-40 60%ПВХ+40%СКН-40 50%ПВХ+50%СКН-40 30%ПВХ+70%СКН-40 20%ПВХ+80%СКН-40 10%ПВХ+90%СКН-40

56.5 54.0 48.0 42.0 31.0 19.0 11.0 4.0 2.0 До 1.0 57.0 50.0 44.0 33.0 21.0 12.0 5.0 2.0 1.0 60.0 52.0 46.5 36.0 25.0 14.0 5.0 2.5 1.0

Для интерпретации обнаруженных закономерностей обратимся к результатам исследования предела текучести при растяжении (σ_т) и разрушающего напряжения при разрыве (σ_р) полимерных композиций в зависимости от содержания в них СКН-40. Предел текучести полимеров характерен для кристаллических и полукристаллических полимеров и достигается она при относительном удлинении не более 5-10%. В ходе проводимых исследований нами было установлено, что различия в значениях σ_т и σ_р образцов проявляются в основном при концентрации СКН-40 в смеси в пределах от 0 до 35%масс. При 40%масс. содержании СКН-40 в смеси и более различия в значениях σ_т и σ_р исчезают. Площадь, заключенная между кривыми σ_т и σ_р, характеризует область пластической деформации. Полученные данные свидетельствуют о том, что при концентрации СКН-40 в смеси 40%масс и более полимерные композиции теряют свои пластические свойства и проявляют свойства резин. Такими качественными характеристиками обладают термоэластопласты, которые, как известно, перерабатываются как пластмассы, а проявляют свойства резин.

Таким образом, на основании проведенных исследований можно констатировать, что введение бутадиен-нитрильного каучука в состав поливинилхлорида в количестве 40% масс. и выше позволяет получить термоэластопласты, обладающие резиноподобными свойствами. Разработка такого материала позволяет значительно расширить возможности использования полимерных материалов в качестве высокоэффективных нефтяных пенополимерных сорбентов. Наряду с этим, открываются новые и перспективные возможности использования термоэластопластов в направлении получения на их основе различных типов качественных конструкционных изделий. И, чем больше будет разработано новых типов полимерных композиций, тем больше будет возможность выбора материала для дальнейшней проработки проблем, связанных с получением на их основе разнообразных изделий.