Без рубрики

Полимерные композиционные материалы на основе СВМПЭ, наполненные модифицированным монтмориллонитом

С.Н. Данилова1,*Е.В. Абакунова1С.А. Слепцова1А.Н. Иванов1, Чо Джин-Хо2
DOI 10.31242/2618-9712-2019-24-2-12

Показать больше

1Северо-Восточный федеральный университет им. М. К. Аммосова, Якутск, Россия
2Университет Менджи, Сеул, Южная Корея
[email protected]

Поступила в редакцию 16.05.2019
Принята к публикации 10.07.2019

УДК 66.017:620.172.2:620.178.16:544-971

Информация для цитирования
Данилова С. Н., Абакунова Е.В., Слепцова С. А., Иванов А. Н., Джин-Хо Чо. Полимерные композиционные материалы на основе СВМПЭ, наполненные модифицированным монтмориллонитом // Природные ресурсы Арктики и Субарктики. 2019, том 24, № 2. С. 126–132. https://doi.org/10.31242/2618-9712-2019-24-2-12

Аннотация. Представлены результаты исследований влияния органомодифицированного монтмориллонита (оММТ) марки 101/102 на физико-механические, триботехнические и термодинамические характеристики сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ). Наполнитель вводили в полимерную матрицу в содержании 0,5, 1 и 2 масс. % . Образцы для испытаний получали методом горячего прессования. Было установлено, что введение 0,5 масс. % оММТ в сверхвысокомолекулярный полиэтилен приводит к увеличению прочности при растяжении на 23 %, и модуля упругости на 14 % относительно ненаполненного полимера. Показано, что скорость массового изнашивания материала при сухом трении скольжения уменьшается в 1,5 раза, а линейного износа – в 2,8 раза по сравнению с исходным сверхвысокомолекулярным полиэтиленом. Методом дифференциальносканирующей калориметрии выявлено, что с увеличением содержания наполнителя в полимерной матрице значения энтальпии плавления и степени кристалличности уменьшаются на 4 %. Структурными исследованиями показано, что введение органоглины в полиэтилен способствует формированию сферолитной структуры композитов, где частицы наполнителя выступают центрами кристаллизации. Материалы с такой структурой характеризуются повышенной прочностью и износостойкостью по сравнению с исходным полимером.

Ключевые слова: сверхвысокомолекулярный полиэтилен, органомодифицированный монтмориллонит, органоглина, физико-механические свойства, износостойкость, дифференциальная сканирующая спектроскопия.

Благодарности. Работа выполнена при финансовой поддержке МНиВО РФ НИР № FSRG-20170021 и FSRG-2017-0017 и РФФИ в рамках научного проекта № 18-33-01299 (исследование триботехнических характеристик СВМПЭ и ПКМ).

Список литературы
  1. Охлопкова А.А., Стручкова Т.С., Васильев А.П., Алексеев А.Г., Дьяконов А.А. Влияние термической обработки на надмолекулярную структуру порошка политетрафторэтилена // Вестник Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова. 2016.
    №. 4 (54). С. 48–57.
  2. Кербер М.Л., Виноградов В.М., Головкин Г.С. Полимерные композиционные материалы: структура, свойства, технология: учеб. пособие/ под ред. А. А. Берлина. СПб.: Профессия, 2008. С. 54–55.
  3. Wang H., Xu L., Zhang M., Li R., Xing Z., Hu J., Wang M., Wu G. More wear-resistant and ductile UHMWPE composite prepared by the addition of radiation crosslinked UHMWPE powder // Journal of Applied Polymer Science. 2017. V. 134, N 13. DOI: 10.1002/app.44643
  4. Селютин Г.Е. Гаврилов Ю.Ю., Воскресенская Е.Н., Захаров В.А., Никитин В.Е., Полубояров В.А. Композиционные материалы на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена: свойства, перспективы использования // Химия в интересах устойчивого развития. 2010. Т. 18, № 3. С. 375–388.
  5. Слепцова С.А., Кириллина Ю.В., Лазарева Н.Н., Макаров М.М. Разработка и исследование полимерных композитов на основе политетрафторэтилена и слоистых силикатов // Вестник Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова. 2015.
    № 6 (50). С. 95–104.
  6. Чвалун С.Н., Новокшонова Л.А., Коробко А.П., Бревнов П.Н. Полимер-силикатные нанокомпозиты: физико-химические аспекты синтеза полимеризацией in situ // Российский химический журнал. 2008. Т. 52, № 5. С. 52–57.
  7. Третьякова В. Д., Бахов Ф. Н., Демиденок К. В. Использование современных композиционных материалов на основе слоистых силикатов в автомобильной промышленности // Вестник евразийской науки. 2011. №4 (9). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ ispolzovanie-sovremennyh-kompozitsionnyh-materialovna-osnove-sloistyh-silikatov-v-avtomobilnoypromyshlennosti (Дата обращения: 14. 03. 2019)
  8. Богданова Ю.Г. Адгезия и ее роль в обеспечении прочности полимерных композитов: учеб. пособие для студентов. М.: МГУ, 2010. 68 с.
  9. Данилова С.Н., Охлопкова А.А., Песецкий С.С., Миронова С.Н., Саввинова О.Р., Спиридонов А.М. Исследование физико-механических и триботехнических свойств сверхвысокомолекулярного полиэтилена, модифицированного органоглиной // Полимерные материалы и технологии, 2018. Т. 4, № 3. С. 57–65.
  10. Третьякова В. Д., Бахов Ф. Н., Демиденок К. В. Повышение характеристик композиционных материалов на основе полиамида посредством модификации наночистицами монтмориллонита // Вестник евразийской науки. 2011. № 4 (9). URL: https://naukovedenie.ru/ sbornik9/92.pdf (дата обращения 20.02.2018)
  11. Микитаев А.К., Каладжян А.А., Леднев О.Б., Микитаев М.А. Нанокомпозитные полимерные материалы на основе органоглин // Исследовано в России. 2004. Т. 7. С. 912–922. URL: https://cyberleninka.ru/ article/n/nanokompozitnye-polimernye-materialy-naosnove-organoglin (дата обращения: 20.03.2019).
  12. Охлопкова А.А., Петрова П.Н., Попов С.Н., Слепцова С.А. Полимерные композиционные материалы триботехнического назначения на основе политетрафторэтилена. Российский химический журн. 2008. Т. 52,
    № 3. С. 147–152.
  13. Охлопкова А.А., Охлопкова Т.А., Борисова Р.В. Управление процессами структурообразования в полимерных композиционных материалах на основе СВМПЭ // Природные ресурсы Арктики и Субарктики. 2015. №. 2 (78). С. 73–78.
  14. Panin S.V., Kornienko L.A., Suan T.N., Ivanova L.R., Korchagin M.A., Shil’ko S.V., Pleskachevskii Y.M. Wear resistance of composites based on hybrid UHMWPE– PTFE matrix: Mechanical and tribotechnical properties of the matrix //Journal of Friction and Wear, 2015. V. 36. N 3. P. 249–256. DOI: 10.3103/S1068366615030113

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.