ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОМПОЗИТОВ ПП+АП РЕОЛОГИЧЕСКИЕ И ДЕФОРМАЦИОННО-ПРОЧНОСТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОМПОЗИТОВ

Yonuvchanlik polimerlar makromolekulalari tarkibiga kiruvchi uglerod va vodorodning yuqori miqdori bilan bog‘liq. Qizdirilganda makromolekulyar to‘yingan va to‘yinmagan uglevodorodlar ekzotermik oksidlanish reaksiyalariga uchraydi.

ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОМПОЗИТОВ ПП+АП РЕОЛОГИЧЕСКИЕ И ДЕФОРМАЦИОННО-ПРОЧНОСТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОМПОЗИТОВ 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.14846878 Аннoтация: Горючесть обусловлена высоким содержанием углерода и водорода, из которого состоят макромолекулы полимеров. При нагревании макромолекулярные насыщенные и ненасыщенные углеводороды, которые подвергаются экзотермическим реакциям окисления. Ключовые слова: полимер, скорость, физико-механические характеристики, макромолекулы, горения, антипирен

PHYSICO-MECHANICAL PROPERTIES OF PP+RF COMPOSITES: RHEOLOGICAL AND DEFORMATION-STRENGTH CHARACTERISTICS OF COMPOSITES Abstract: Combustibility is due to the high content of carbon and hydrogen, which make up the polymer macromolecules. When heated, macromolecular saturated and unsaturated hydrocarbons undergo exothermic oxidation reactions. Keywords: polymer, speed, physical and mechanical properties, macromolecules, combustion, fire retardant

ВВЕДИТЕ Горючесть – это комплексная характеристика материала или конструкции – определяет способность материала загораться, поддерживать и распространять процесс горения. Она характеризуется следующими величинами – температурой воспламенения или самовоспламенения, скоростью выгорания и распространение пламени по поверхности а также условий, при которых возможен процесс горения. Горючесть обусловлена высоким содержанием углерода и водорода, из которого состоят макромолекулы полимеров. При нагревании макромолекулярные насыщенные и ненасыщенные углеводороды, которые подвергаются экзотермическим реакциям окисления. ОСНОВНУЮ ЧАСТЬ Горение полимеров представляет собой очень сложный физико-химический процесс, включающий химические реакции при деструкции полимера, а также химические реакции превращения и окисления газовых продуктов, с интенсивным выделением и уносом массы вещества. При горении органических полимерных материалов окислителем является кислород воздуха, а горючим – водород и углеродсодержащие газообразные продукты деструкции полимера. При горении полимеров наблюдаются также критические явления, характерные вообще для процессов горения. Снижение температуры пламени по тем или иным причинам приводит к скачкообразному переходу от одного режима окисления – горения – к другому к очень медленному окислению.

Полипропилен широко используется в производстве изделий технического назначения благодаря высокой химической стойкости, достаточно высоком прочностным характеристикам, но в ряде случаев ограничением является недостаточная огнестойкость как самого полимера, так и композиций на его основе [1].

Одним из основных способов снижения горючести является введение антипиренов добавок, вводимых непосредственно при формовании изделий [2].

В настоящее время имеются предложения различных фирм производя ионные материалы содержат только данные, связанные предполагаемым снижением показателей горючести, и практически не имеют данных об изменении технологических и эксплуатационных показателей получаемых композиционных материалов. В связи с этим исследование влияние антипиренов добавок на свойства исходного полимера является актуальной задачей.

Целью настоящего исследования являлось установление зависимости между содержанием антипиреновой добавки, горючестью, технологическими и эксплуатационными характеристиками получаемых композиционных материалов на основе полипропилена и определение оптимального состава.

В качестве объектов исследования выбраны: - полипропилен (ПП); - антипиренов добавки (АД) для полипропилена.

Введение добавок проводилось путем механического смешивание в барабанном смесителе с последующим экструдированные композиции на лабораторном экструдере фирмы “Brabender” и гранулированием.

Для полученных композиций проводилось определение технических показателей: ПТР и деформационной – прочностных характеристик.

Повышение содержания АП в полимерной матрице до 50,0 масс % приводит к охрупчиванию материала. Такое влияние соединений бора на композиты, по видимому, является следствием структурных изменений в полимерной матрице. Введение H3BO3, B2O3 превышающее значений 10,0 масс % вызывают разрыхление полимерной матрицы в результате ослабления межмолекулярного взаимодействия и когезионных сим: А чем меньше взаимодействие, тем меньше надмолекулярных структур, которые при растяжении ориентируются, что усиливает вклад в прочность межмолекулярных связей.

Характеристикой практической значимости для полимерных материалов служит показатель текучести расплава. По изменению показателя текучести расплава можно судить о структурных и реологических изменениях, происходящих в полимерной матрице после введения антипиренов.

Таблица 1. Физико-механические свойства прессованных композитов на основе НП и ZnO : H3BO3 Образцы ПП ПП + ZnO : ПП + ZnO : ПП + ZnO : H3BO3 (1:1) H3BO3 (2:1) H3BO3 (3:1)

ПТР 2,5 4,2 6,0 8,4 σр МПа 26,5 17,6 16,3 19,8 Ԑр % >550 35 17 19

Исследования зависимости ПТР и ПП от концентрации антипиренов показали, что добавки значительно влияют на вязкость расплава полимеров (таблица 1).

ПП ПП + ZnO : ПП + ZnO : ПП + ZnO : H3BO3 (1:1) H3BO3 (2:1) H3BO3 (3:1)

Рис. 1. Зависимость ПТР композитов ПП+АП от содержания ПП + ZnO : H3BO3 (1:1)

ПП + ZnO : H3BO3 (2:1), ПП + ZnO : H3BO3 (3:1) Как видно из рис.1. введение Н3ВО3 в ПП в количестве до 10,0 масс % приводит к постепенному увеличению вязкости расплава полимера. При увеличении концентрации до 50,0 масс % происходит снижение вязкости. В свою очередь для композитов ПП + Н3ВО3 зависимость носит иной характер. ЗАКЛЮЧЕНИЕ В частности, значение ПТР композитов ПП + 1,0% Н3ВО3 ниже, чем у исходного полимера. Дальнейшее увеличение содержания Н3ВО3 композитах ПП + Н3ВО3 до 10% приводит к росту значений ПТР, после чего с увеличением концентрации антипирена до 50,0 % по массе происходит постепенное снижение вязкости расплава. Это объясняется различным поведением добавок в полимерной матрице, т.е. снижение значений ПТР объясняется образованием различных структур, имеющих более плотную упаковку, повышение же значения вязкости может свидетельствовать о нарушении структуры полимерной матрицы.