Химия и химические науки/ 1. Пластмассы, полимерные и синтетические

материалы, каучуки, резинотехнические изделия, шины и их производство

Магистр Маннанова Олеся Рафисовна

Башкирский государственный университет, Россия

ИЗУЧЕНИЕ АДГЕЗИОННЫХ СВОЙСТВ КЛЕЕВЫХ КОМПОЗИЦИЙ, СОДЕРЖАЩИХ МАЛЕИНИЗИРОВАННЫЕ 1,2-ПБ

Ha oдно из первых мест в химии и технологии полимеров выдвигается проблема синтеза новых полимеров путем химической модификации уже существующих полимеров с целью получения на их основе новых материалов с комплексом ценных свойств.

Ненасыщенные полимеры, благодаря наличию в составе макромолекул реакционноспособных двойных связей, являются удобными объектами для осуществления химической модификации. Введение в состав макромолекул ангидридных группировок позволяет улучшить ряд свойств полимера: теплостойкость, прочность, твердость, адгезионные свойства и растворимость полимерных продуктов.

Целью настоящей работы являлось изучение малеинизированных 1,2-полибутадиенов (1,2-ПБ) в составе клеевых композиций для липкой ПВХ-ленты, предназначенной для изоляции трубопроводов.

Количество малеинизированного 1,2-ПБ изменяли от 2 до 10 м.ч. на 100 м.ч. базовой композиции на основе хлорированного ПВХ. Использовали модифицированные полимеры со степенью функционализации 5-10%.

Испытание малеинизированных 1,2-ПБ в составе клеевой композиции показало, что при увеличении их содержании от 2 до 10 м.ч. происходит повышение адгезии клеевой композиции к металлу, одновременно наблюдается увеличение времени расслаивания клеевого слоя.

То есть введение малеинизированных полибутадиенов способствуют улучшению адгезионных и когезионных свойств клеевой композиции.

Более эффективным оказалось использование в составе клеевых композиций малеинизированного низкомолекулярного 1,2-ПБ (МПБ). При его введении значение адгезии увеличивается до 10,3-11,4 Н/см, что в 2,5-3 раза больше по сравнению с базовой композицией. При использовании низкомолекулярных малеинизированных продуктов более эффективным оказалось использование МПБ, со степенью функционализации α=5,0%, полученного при синтезе полимера в массе. По-видимому, это связано с более высокой вязкостью этого полимера, по сравнению с МПБ, полученного в растворе.

Установлено, что адгезионные свойства МСПБ (полученного на основе высокомолекулярного 1,2-СПБ) ниже, чем МПБ с близкой степенью модификации. Например, МСПБ (α=5,3%) увеличивает адгезию клеевой композиции к металлу до 8,4 Н/см, тогда как использование его низкомолекулярного аналога повышает значение адгезии до 11,4 Н/см.

Увеличение содержания малеиновых групп в МСПБ, приводит к повышению величины адгезии и времени расслаивания, в то время как добавка немодифицированного полидиена, напротив, снижает эти показатели.

Очевидно, это связано с увеличением энергии межмолекулярного взаимодействия, обусловленным увеличением содержания полярных групп в полимере, что оказывает существенное влияние на когезионную прочность клеевой композиции.

Изучена возможность использования малеинизированного 1,2-ПБ в качестве полимерной основы для клеевых композиций. Использовали модифицированные полимеры со степенью функционализации от 5 до 10% на основе которых готовили клей в виде 10%-ного раствора в хлороформе.

При определении прочности клеевого слоя при сдвиге измеряли нагрузку при растяжении двух металлических пластин, соединенных клеевым слоем внахлестку.

Испытания проводились на разрывной машине по ГОСТ 28840-90. Скорость движения зажимов составляет 7 мм/мин.

Следует отметить, что характер разрушения клеевого слоя соответствует смешанному типу. При сдвиге наблюдалось растяжение полимерного слоя, соединяющего поверхности металлических образцов, что обусловлено эластическими свойствами модифицированного 1,2-ПБ.

Установлено, что с увеличением степени функционализации 1,2-ПБ наблюдается повышение значений прочности при сдвиге и прочности связи клея с металлом при отрыве. Так для МСПБ (α=10,5 %) значения τ и σ соответственно в 2,4 и 3 раза больше, чем для не модифицированного 1,2-ПБ.

Полученные результаты свидетельствуют, что модификация 1,2-ПБ малеиновым ангидридом приводит к существенному увеличению когезионной прочности полимера. Это следует связывать с увеличением энергии межмолекулярного взаимодействия, обусловленного появлением в составе макромолекул полярных ангидридных групп.

Вместе с тем, прочностные показатели клеевого слоя на основе МСПБ заметно ниже, чем для хлорированного ПВХ. По-видимому, для получения клеевых композиций следует использовать МСПБ с более высокой молекулярной массой и степенью функционализации.

Тем не менее, МСПБ может быть использован в составе герметиков, где требуется сбалансированное сочетание прочностных, эластических и адгезионных свойств.