ВЛИЯНИЕ АЦЕТАТОВ МЕТАЛЛОВ НА РЕОЛОГИЧЕСКИЕ И ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛИАМИДА

1-5% rux, kadmiy, qo‘rg‘oshin va nikel atsetatlarini saqlovchi poliamidning reologik va fizik-mexanik xossalarini o‘rganish natijasida kompozitlar ko‘rsatkichlarining yaxshilanishi aniqlandi.

ВЛИЯНИЕ АЦЕТАТОВ МЕТАЛЛОВ НА РЕОЛОГИЧЕСКИЕ И ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛИАМИДА Д.Н.Гафуров Центральный военный клинический госпиталь министерство оборону Республики Узбекистан Г.Ш.Каримова, Н.Х.Бозорова Национальный научно-исследовательский институт возобновляемых источников энергии при министерстве энергетики Республики Узбекистан https://doi.org/10.5281/zenodo.14846792 Аннoтация: Изучением реологических и физико механических свойтств полиамида, содержащего 1-5 % ацетатов цинка, кадмия, свинца, никела устоновлено улучшение показателей композитов. Ключовые слова: полиамид, ацетаты цинка, свинца, никеля кадмия, реологические свойства, физико-механические характеристики.

INFLUENCE OF METAL ACETATES ON RHEOLOGICAL AND PHYSICAL-MECHANICAL PROPERTIES OF POLYAMIDE Abstract: The study of rheological and physical-mechanical properties of polyamide containing 1-5% zinc, cadmium, lead, nickel acetates has established an improvement in the performance of composites. Keywords: polyamide, zinc, lead, nickel, cadmium acetates, rheological properties, physical-mechanical characteristics.

ВВЕДЕНИЕ В настоящее время увеличиваются объемы производства полимеров за счет запуска крупных промышленных предприятий по всему миру, в том числе и в Узбекистане. Многие предприятия Узбекистана, в основном, занимаются переработкой полимеров. Крупнейшими из таких предприятий являются «Совпластитал», «Узбекрезинотехник» в Ангрене, «Джизакпластмасса переработка», «Каршинская переработка пластмасс», «Самаркандский завод полимерных труб и пластиковых дверных коробок», лакокрасочные предприятия, пластмассовые конструкции в Ахангаране и Сергели Из вышеизложенного видно, что производство полимерных консервантов и полимеров и их переработка в готовую продукцию развивается в Узбекистане быстрыми темпами. В настоящее время материалы из полимеров широко используются в народном хозяйстве.. Создание продуктов, способных заменить традиционные материалы, такие как дерево, металл, стекло, керамика и т. д., является одной из важнейших задач современности. Однако, производство полимеров, способных заменить железобетонные изделия, до сих пор по объемам меньше, чем в других отраслях промышленности. Во всем мире растет спрос на полимерные материалы с улучшенимми свойствами. В частности, к таким требованиям относятся ударопрочность, термостойкость, устойчивость к ультрафиалетовому излучению в связи с низкой стоимостью, масштабности производства и возможностью их модификации В качестве полимерных материалов использовали ПА, а в качестве модификатора ацетаты цинка, свинца, никеля и кадмия. Количество модификаторов варьировали от 1% до

5% от общей массы полимера и исследовали реологические и физико-механические свойства полученных композитов. ОСНОВНУЮ ЧАСТЬ Известно, что увеличение концентрации модификаторов в полимерной композиции часто приводит к снижению предела текучести жидкости (ПТР) и затрудняет плавление термопластов в конечном продукте [1]. Если процесс проводить путем добавления к гидроксиду металла большого количества уксусной кислоты, текучесть полученного композита увеличивается из-за растворения образующихся солей ацетатов металлов добавленных к полимеру. Это закономерность наблюдалась и в нашем случае, поскольку процесс проводили в присутствии большого количества уксусной кислоты. Учитывая, что влияние солей ацетатов металлов в полимерную композицию осуществляется при 190-2300С и высоком давлении между шнеками экструдера происходит расщепление солей металлов с образованием ацетатов и продуктов деструкции полагали, что остатки низкомолекулярных ацетатов остаются среди макромолекул полимера и приводят к снижению вязкости композитов и повышению текучести композитов. В таблице 1 приведены результаты исследований влияния ацетптов металлов на реологические свойства ПА 66. Таблица 1. Реологические свойства ПА 66, модифицированного солями ацетатов металлов Композитный ацетат цинка ацетат кадмия ацетат свинца ацетат никеля состав Индикатор расхода (ПТР) г/10 мин. ПА66 +1% 115 114 116 115 А66+1,5% 115,2 114,2 116,3 115,3 ПА66+2% 115,6 114,8 116,6 115,9 ПА66+2,5% 115,9 115,2 116,9 116,2 ПА66+3% 116,3 115,8 117,4 116,6 ПА66+3,5% 116,9 116,3 117,9 117,3 ПА66+4% 117,3 116,7 118,4 117,8 ПА66+4,5% 118,2 117,5 118,9 118,4 ПА66+5% 119,3 118,2 119,5 119,2

Полученные результаты указывают на то, что с увеличением концентрации остатков ацетатов среди макромолекул полимера текучесть полученных композитов повышается. Однако существовало предположение, что атомарные частицы металла должны располагаться между макромолекулами полимера и по мере увеличения их количества текучесть композита должна снижаться, так как при температуре обработки полиэтилена атомарными частицами металла, то есть (190-220оС), макромолекулы не подвергаются какому-либо физическому и химическому воздействию и должны служить механическим барьером. Однако по полученным результатам было доказано, что влияние ацетатных остатков на макромолекулы полимера больше. Здесь наблюдается повышение пределов текучести по сравнению с не модифицированными полимерами. Так, если текучесть ПП составляет 2/10 мин, то после введения 1-5% ацетата цинка он составляет 10-13,5 г/10 мин, ацетата кадмия 9,3-13,8 г/10 мин, ацетата свинца 10,2-14,2 г/10мин, ацетата никеля 10,4-14,2 г/10 мин. Аналогично текучесть ПА, модифицированного ацетатами металлов повышается с 105-112 г/10 мин до 115-119,3 г/10 мин при введении 1-5% ацетата цинка, до 114-118,2 г/10 мин при введении ацетата кадмия, до 116-119,5 г/10 мин при введении ацетата свинца, до 115-119,2 г/10 мин, при введении ацетата никеля.

Из полученных результатов следует, что введении ацетатов металлов повышает пределы текучести ПА на 3-3,5 г/10 мин. Из-за более высокой начальной текучести влияние ацетатов на показатели модифицированных композитных материалов на основе ПА менее существенно и составляет 12,6-14 %. ПП и ПЭ больше подвержены влиянию остатков ацетатов, а снижение взаимодействия ацетат ионов с цепями макромолекул полимеров связано с разрывом цепей полимеров. Что касается макромолекул ПА-66, то они меньше подвержены влиянию остатков ацетатов, так как взаимодействие макромолекул друг с другом меньше.

Таблица 2. Физико-механических свойств ПА, модифицированного ацетатами металлов Индикаторы Стандарты ПА+ 3% ПА+ 3% ПА+ 3% PA+ 3% ПА66 ацетат ацетат ацетат ацетат Cd цинка никеля свинца Плотность г/см3 АСТМ 1.13 1,15 1,16 1,17 1,16 D1505 Модуль упругости МПа ИСО 178 2900 3400 3450 3500 3400

Удлинение % ИСО 527-2 20 20 21 21 20 Предел прочности, МПа АСТМ D638 24 26 26 25 25

По Изоду устойчивость к ИСО 180/1А 6 7 7,5 8 7,8 ударам, кДж/м2,+23°С По Изоду устойчивость к ИСО 180/1А 6 6,5 6.7 7 6,9 ударам, кДж/м2, -30°С Температура изгиба под нагрузкой ИСО 75-2 220 230 240 250 240 1,8 МПа, °С Сужение (сжатие) АСТМ D955 0,85 0,8 0,90 1,05 1,15 24 часа, % Скорость горения Толщина УЛ-94 мм образца 1,6 10 7 8 7 8 мм.

Как видно из таблицы 2, после модификации наблюдаются изменения модуля упругости от 2900 до 3500 МПа, относительного удлинения от 20 до 22%, температуры изгиба под нагрузкой от 2200С до 2500С, усадки в течение 24 часов от 0,85% до 1,15%. Возможно, причина таких изменений в композитах во многом связана с увеличением расстояния между молекулами полимерной матрицы и образованием кристаллических зон. Это объяснение подтверждается изменением предела прочности композитов в зависимости от доли модификатора. При добавлении различного процентного содержания ацетатов упругая прочность композита увеличивается на 1-2%, увеличение содержания солей практически не влияет на упругую прочность композита. Максимальную прочность при растяжении можно достичь при введении модификатора в количестве 2-3 % . ВЫВОДЫ Результаты исследований показывают, что обработка полимеров поверхностно-активными веществами увеличивает межфазную адгезию и улучшает физико-механические свойства композитов. Кроме того, в результате химической обработки поверхности полимеров изменяется не только межфазный модификатор/полимер, но и структура поверхности и плотность. Про анализированы физико-механические свойства композитов с добавками к полимерам 1%, 3%, 5% ацетатов металлов. Полученные результаты показывают, что модуль упругости при сжатии увеличивается на 17, 19, 20 и 17 процентов, соответственно. Следует сказать, что при комнатной и минусовой температурах ударопрочность Изода увеличивается и для разрушения испытуемых образцов требуется большое количество энергии. Но во всех образцах, испытанных при минусовой температуре, наблюдается полное разрушение. Выше изложенное предположение подтверждает, что сила удара также зависит от процентного содержания модификатора. Из приведенных выше графиков видно, что наиболее оптимальной нормой для полимера является 3 мас.% модификатора, дальнейшее увеличение доли модификаторов приводит к изменению ударопрочности полимерного композита. Физико-механические свойства полимерных композиционных материалов, полученные данные о содержании полимерных модификаторов свидетельствуют, что норма ацетатов цинка, кадмия, свинца и никеля составляет 3% от массы полимера.