64 / 88
EuroWire –
июль
2010
г.
62
Техническая статья
акриловой
кислотой
ПП
и
продемонстрировали, что улучшенное
взаимодействие на межфазной границе
раздела привело к повышению индекса
текучести расплава, а также прочности
при растяжении и изгибе. Во всех трех
случаях
функционализированные
добавки вступали во взаимодействие
с наполнителем, уменьшая тем самым
отрицательное
влияние
высокой
концентрации
гидратированных
минеральных наполнителей.
Проведено
исс ледование
традиционных функционализированных
материалов на предмет устранения
недостатков, которые присущи не
поддерживающим горения компаундам,
содержащим ТГА. Целью настоящей
оценки
является
определение
действия
низкомолекулярных
функционализированных
жидких
полибутадиенов (ПБДЖ) в качестве
модифицирующих
агентов
на
межфазной
границе
раздела
в
кабельно-проводниковой продукции,
изготовленной на основе сополимера
этилена и винилацетата (ЭВА) с 60 %
наполнением.
Согласно отзывам предприятий отрасли,
при переходе на композиции на
основе ТГА прочность при растяжении,
пластичность и текучесть снижаются до
такой степени, что функциональность
материала в кабельно-проводниковой
продукции не может быть обеспечена.
Предполагается,чтомалаямолекулярная
масса
дает
преимущество
для
оптимизации определения поверхности
наполнителяиобеспеченияадгезиисней,
тем самым активизируя модификацию
межфазных поверхностей.
Тип
и
уровень
концентрации
функциональной группы менялись с
целью определения соответствующего
химического состава для максимального
улучшения характеристик компаундов
на основе ЭВА-ТГА.
Маркировка
Среднечисленная
молекулярная
масса (г/моль)
Функциональность
(тип)
Винил
(%)
ПБДЖ
-1
1400
-
70
ПБДЖ
-2
4500
-
28
ПБДЖ
-3
2500
MA/17%
70
ПБДЖ
-4
5500
MA/17%
28
ПБДЖ
-5
4700
MA/5%
28
ПБДЖ
-6
4500
Эпоксид*/5%
28
ПБДЖ
-7
5000
Амин**/5%
28
Таблица 1.
▼
▼
Свойства жидких полибутадиенов, использовавшихся в настоящем исследовании, с
указанием типа и концентрации функциональной группы, молекулярной массы и содержания винила
* полибутадиен, подвергнутый внутримолекулярному эпоксидированию ** полибутадиен с привитым
третичным амином
2 Экспериментальные
исследования
2.1 Используемые материалы
Промышленно выпускаемый сополимер
ЭВА (DuPont Elvax
®
550), содержащий
15 массовых долей винилацетата,
использовался без проведения после
его получения какой-либо обработки.
ТГА марки C-33 со средним размером
частиц 50 мкм и удельным весом 2,42
г/см
3
, содержащий 35 % химически
связанной воды, был предоставлен
компанией «Алмэтис инк» (Almatis
Inc).
Свободнотекучий
порошок
при изготовлении не подвергался
химическому модифицированию и
использовалсябезкакой-либообработки
после его получения.
Низкомолекулярные
жидкие
полибутадиены,содержащиевиниловую,
малеиновую ангидридную, эпоксидную
или аминовую функциональную группу,
были
предоставлены
компанией
«Сартомер». В таблице 1 приведены
соответствующие свойства каждого
жидкого
полибутадиена
(ПБДЖ),
использовавшегося
в
настоящем
исследовании.
Полибутадиеновые композиции могут
считаться бифункциональными, так как
таблица 1 указывает на наличие как
первичной функциональной группы, так
ибоковойвиниловойгруппы.Материалы
с
70-процентным
содержанием
винила считаются полимеризационно
активными и восприимчивыми к
поперечной сшивке в присутствии
свободных радикалов. Полибутадиены
с содержанием винила 28 %, напротив,
считаются
более
стабильными.
Привитая
сополимеризация
малеинового ангидрида осуществляется
в звеньях основной молекулярной
цепи полибутадиена цис- и транс-
конфигурации, и, следовательно, более
высокое содержание винила вынуждает
функциональную группу локализоваться
на
существенно
более
близком
расстоянии. Наряду со среднечисленной
молекулярной массой (Mn), это является
отличительной характеристикой между
ПБДЖ-3 и ПБДЖ-4.
Введение жидких полибутадиенов
непосредственно в поток расплава
невозможно вследствие их физического
состояния. Связующие агенты были
предварительно диспергированы с
ТГА в безводном жидком носителе
(DLC) в смесителе с большими
сдвиговыми усилиями. В результате
получен 50-процентный активный
свободнотекучий порошок, который
можно легко загружать в экструдер
через боковую подачу.
П р е д ы д у щ и е
р а б о т ы
продемонстрировали, что включение
в полиолефины ионного мономера,
функционализированного диакрилатом,
ведет к образованию структуры с
ионными поперечными сшивками.
Механизм основан на свободных
радикалах,
образующихся
под
действием высокой температуры и
сдвигового усилия при приготовлении
смеси. Ионный мономер марки SR-732
подавался в качестве средства для
улучшения
физико-механических
свойств на участках этиленовых звеньев
в структуре сополимера ЭВА.
2.2 Подготовка образцов
Для смешения в расплаве каждой из
изучаемых в настоящем исследовании
смесей использовался экструдер TSE-
20 компании «Брабендер» (Brabender).
Этот
двухшнековый
экструдер
с
однонаправленным
вращением
имеет соотношение длины шнека
к диаметру (L/D), равное 40:1, и
конструкцию шнеков, рассчитанную для
усреднения состава смеси при высоком
содержании наполнителя. Добавки были
предварительно диспергированы с ТГА
и подавались в нисходящем потоке
при уставке 20D. Экспериментальные
исследования проводились при ровном
температурномрежиме,приблизительно
на 50 °C выше температуры размягчения
по Вика, и при скорости вращения
шнеков 80 об./мин. Одиночная лента
экструдата
выдавливалась
через
водяную ванну и гранулировалась. Все
рецептуры содержали 60 массовых
долей ТГА и 4 массовых доли ПБДЖ.
Исходные рецептуры составлялись для
определения воздействия ПБДЖ на
сополимер ЭВА.
Образцы для испытаний на растяжение
по стандарту АСТМ были отлиты с
использованием микроинжекционной
установки для литья XS 11-T компании
«Бой машинз» (Boy Machines). При этом
использовался температурный режим,
аналогичный режиму в процессе