Буря А.И., Чигвинцева О.П.

Днепропетровский государственный аграрный университет, Украина

ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИТЫ НА ОСНОВЕ

ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ПОЛИАРИЛАТОВ

 

Известно, что высокие температуры переработки и вязкости расплава тер-мостойких полимерных материалов сильно осложняют переработку их такими высокопроизводительными способами как литье под давлением и экструзия. Наиболее существенные трудности вызывает формование из расплавов таких полимеров волокон и пленок.

Новые возможности дает получение жидкокристаллических полимеров (ЖКП), ориентированных в одном направлении, благодаря вытянутым длин-ным молекулярным цепочкам [1]. Переходу жесткоцепного полимера в жидко-кристаллическое (ЖК) состояние, при котором вещество обладает свойствами как жидкости (текучестью), так и твердого кристалла (анизотропией свойств) способствует увеличение молекулярной массы полимера и повышение его концентрации. В процессе переработки полимера в ЖК состоянии (расплав) и формования надмолекулярной волокнистой упрочняющей структуры, которая фиксируется после охлаждения, достигаются такие уникальные свойства, как длительная работоспособность при температурах 493-513 К, сохранение высо-кой ударной прочности в жидком азоте и космическом холоде, высокие хими-ческая стойкость и стойкость к резкому перепаду температур (> 373 К) без растрескивания, водопоглощение Ј 0,02 %. Термотропные ЖКП, способные превращаться жидкие кристаллы в условиях повышенных температур, в последние десятилетия широко используются для производства высоко-прочных пластмасс. Особый интерес для получения ЖКП с улучшенными характеристиками представляют сложные ароматические полиэфиры – полиарилаты (ПАР) [2].

Различными фирмами разработаны и выпущены в производство ЖК ПАР: фирмой  “Amoco Corp.”(США) – “Xydar SPT300 и 500 [3]; фирмой “RTR Co” (США) – марки “Xudar”, отличающиеся регулируемым короблением и усадкой, высокими прочностью, термо-, влаго- и химстойкостью [4]; фирмой “Sumitimo Chemical Co” (Япония) – “Эконол Е” [6]. Выпущена также серия материалов марки Е 600 с усиленными ЖК свойствами и марки Е 5000 – с повышенной теплостойкостью [6].

Одним из эффективных методов разработки полимерных композитов с различными специальными свойствами является наполнение их мелкодисперс-ными или волокнистыми наполнителями. Причем количество наполнителя подбирают таким образом, чтобы полученный материал обладал необходимым свойством, но уровень других полезных характеристик (особенно прочностных) не снижался [7]. С целью повышения эксплуатационных характеристик ЖК ПАР их модифицируют различными наполнителями. В частности, улучшение свойств композитов на основе ЖК ПАР достигают добавляя добавляя щелоч-ные металлы в количестве 0,0015-0,3%, Mg или Ca (содержание - 0,005-0,3%) [8]; CaCO3, обработанный высшими алифатическими кислотами [9]; алюмобо-ратные усы формул  9Al2O3 × 2 B2O3 или 2Al2O3 ×  B2O3 [10], стеклянные актив-ные наполнители или СВ [11]; полимерные антипирены – бромированный полистирол и фосфорорганические соединения [12]; антифрикционные добавки – графит, тонкоизмельченный кокс [13], углерод в виде сферических частиц [14]. Композиции на основе ЖК ПАР и 10-70 % углерода, содержащие допол-нительно 3-40 % графита и 3-20 углеводородного полимера, отличаются повы-шенной износостойкостью и прочностью при изгибе, а также низким коэффи-циентом трения [14].  

Литература:

1. Соколов Л.Б. Термостойкие и высокопрочные полимерные материалы. (Новое в жизни науки и техники) – М.: Знание, 1984. – 64 с.

2. Аскадский А.А. Физико-химия полиарилатов. – М.: Химия. – 1968. – 216 с.

3. Dhara S.K. Liquid crystalline polymers – a new class of novel polymers // Pop. Plast. and Pack. –1990. – 35. – № 9. – Р. I-IX.

4. Modified LCP molding compounds are desiened for a varierty of end USES // Adv. Mater. – 1991. – 13. – № 11. – Р. 6.

5. Упрочняющие волокна. X. Жидкокристаллические волокна / Суисима Хироси // Nihon fukugo zairyagakkaishi = J. Jap. Soc. Compos. Mater. – 1991. – 17. – № 6. – Р. 223-228.

6. Свойства жидкокристаллического полиэфира Эконол Е /Acau Kyниаки // Purasuchikkusu eji = Plast. Age. – 1992 – 38. – № 2. – Р. 184-190.

7. Пахаренко В.А. и др. Наполненные термопласты: Справочник. – К.: Техника, 1986. – 181 с.

8. Жидкокристаллические полимеры с улучшенной  термостойкостью / Заявка № 94-29366, МКИ С 08 G 63/60, C 08 K 3/00, C 08 L 67/02 // E.I. Du Pont de Nemours and Company, США.

9. Композиции на основе термотропных жидкокристаллических полимеров / Заявка № 2-305849, МКИ С 08 L 67/00 // Торэ K.K., Япония.

10. Композиции на основе жидкокристаллических полимеров / Патент               № 5158701, МКИ С 09 К 19/52, С 08 К 9/02 // Symitomo Chemical Co, США.

11. Полиэфир, проявляющий анизотропию в расплавленном состоянии, и ком-позиция из него // Патент № 5086158, МКИ С 08 G 63/02, 63/00 // Polyplastics Co. Ltd., Япония.

12. Огнестойкая композиция жидкокристаллического сложного полиэфира, способ получения композиции и полученное из нее литьем под давлением изделие / Заявка № 0398624, МКИ С 08 L 67/00, 25/18, МКИ С 08 G 63/60, C 08 K 7/14 // Toray Industries Inc, Япония.

13. Износостойкое изделие / Заявка № 2233661, МКИ С 08 I 5/16 // Е & Technology Limited, Великобритания.

14. Износостойкое изделие / Заявка № 2233661, МКИ С 08 I 5/16 // Е & Technology Limited, Великобритания.