Исследование термостабильности расплава полипропилена, модифицированного малеинизированным полибутадиеном



Pdf көрінісі
Дата23.10.2018
өлшемі55.03 Kb.
түріИсследование

У

Успехи в химии и химической технологии. ТОМ XXIX. 2015. № 10  

38 


УДК 678.742 

Нгуен Минь Туан

*

,  Н. М. Чалая



**

, А. Э. Казанчян,  В. С. Осипчик  

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия 

125047, Москва, Миусская пл., д.9 

*

e-mail: 


mtuan1801@gmail.com

 

ОАО «МИПП - НПО «Пластик» 



121059, Москва, Бережковская наб.20 

**e-mail: tschalaya@mtu-net.ru  



ИССЛЕДОВАНИЕ 

ТЕРМОСТАБИЛЬНОСТИ 

РАСПЛАВА 

ПОЛИПРОПИЛЕНА, 

МОДИФИЦИРОВАННОГО МАЛЕИНИЗИРОВАННЫМ ПОЛИБУТАДИЕНОМ 

Аннотация 

 

Изучено  влияние  малеинизированного  полибутадиена  (ПБН-М)  на  термостабильность  расплава  полипропилена 



(ПП).  Обнаружено,  что  введение  малого  количества  ПБН-М (1-3мас.  %)  в  ПП  не  приводит  к  значительному 

изменению термостабильности расплава, поскольку предполагается, что процесс сшивки происходит одновременно 

с деструкцией.

 

 



 

Ключевые слова: полипропилен, термостабильность, полибутадиен.

 

Полипропилен (ПП) является в настоящее время 



одним из наиболее распространенных полиолефинов 

благодаря  многим  своим  достоинствам.  Однако 

наличие  третичного  углерода  в  молекулярной  цепи 

ПП приводит к ухудшению его термоокислительной 

стабильности,  особенно  при  высоких  температурах 

переработки [1]. Кроме того, из-за неполярности цепи 

при создании композиционных материалов на основе 

ПП  и  наполнителей  различного  типа  с  целью 

повышения  физико-механических  свойств  часто 

приходится использовать модификаторы химической 

совместимости 

(компатибилизаторы) 

или 

необходимо 



обработать 

поверхность 

частиц 

наполнителя.  Введение  функционализированных 



олигомерных  каучуков  различного  типа  является 

известным  способом  улучшения  совместимости 

между  матрицей  полиолефинов  и  наполнителем,  а 

также  для  повышения  эластичности  при  низких 

температурах  и  ударной  вязкости [2]. При 

переработке ПП и композитов на его основе методом 

литья  под  давлением  и  экструзией  важную  роль 

играет  их  способность  противостоять  деструкции  в 

процессе  нагревания  и  течения  в  режиме  высоких 

температур.                

В  связи  с  этим,  целью  данной  работы  является 

изучение 

термостабильности 

расплава 

ПП, 

модифицированного 



малеинизированным 

полибутадиеном (ПБН-М). 

В  качестве  объектов  исследования  выбраны 

полипропилен 

марки 

«01030 


Каплен», 

малеинизированный  полибутадиен  (ПБН-М)  и 

композиты на их основе (с содержанием ПБН-М от 1 

до  5мас.%).  Композиты  на  основе  ПП  и  ПБН-М (1-

5мас.%) 

были 


получены 

на 


лабораторном 

двухшнековом  экструдере  при  температуре 210

0

С  и 


скорости вращения шнека 50 об /мин.  

Термостабильность расплава ПП и композитов, а 

также  их  показатели  текучести  расплава  (ПТР) 

исследованы  на  приборе  «ИИРТ-А».  Реологический 

метод  исследования  термостабильности  расплава 

термопластов описан в пособии [3].  

Показатели  текучести  расплава  исходного  ПП  и 

композитов  представлены  в  таблице 1, из  которой 

видно,  что  ПТР  (т.е.  массовая  скорость  течения 

расплава при 230

0

С после 5 мин прогрева) падает при 



введении  1мас.%ПБН-М  и  увеличивается  при 

введении 3мас.% и 5мас.% ПБН-М в ПП. Результаты 

измерения ПТР  хорошо  согласуются  с  результатами 

измерения  времени  истечения  постоянного  объема 

расплава (при 230

0

С после 5 мин прогрева)  



Таблица 1. Показатели текучести расплава и время истечения постоянного объема расплава (

τ

истч

)

 композитов 

 

Исход. ПП 



ПП+1%ПБН-М  ПП+3%ПБН-М  ПП+5%ПБН-М 

ПТР, г/10мин  

3,18 

3,00 


3,34 

3,52 


τ

истч


, сек. (после 5 мин прогрева 

при 230


0

С и нагрузке 2,16 кг) 

299 

308 


291 

261 


Для 

более 


подробного 

изучения 

термостабильности  расплава  композитов  были 

измерены  значения  времени  истечения  постоянного 

объема  расплава  (τ

истч


)  при 230

0

С  и 250



0

С  при 


различной  длительности  прогрева (5, 10, 20, 40, 60 

мин.).  Результаты  измерения  представлены  на 

графиках 

зависимости 

времени 

истечения 

постоянного объема расплава от продолжительности 

прогрева (τ

прогрев

) (рис. 1. и 2.).  



У

Успехи в химии и химической технологии. ТОМ XXIX. 2015. № 10  

39 


 

Рис.1. Зависимость времени истечения постоянного объема расплава исходного ПП и композитов на его основе от 

продолжительности прогрева при 230

0

С: 1- исходный ПП; 2- (ПП+1%ПБН-М); 3- (ПП+3%ПБН-М);  

4- (ПП+5%ПБН-М) 

 

Рис.2. Зависимость времени истечения постоянного объема расплава исходного ПП и композитов на его основе от 



продолжительности прогрева при 250

0

С: 1- исходный ПП; 2- (ПП+1%ПБН-М); 3- (ПП+3%ПБН-М); 

4- (ПП+5%ПБН-М)

 

Из  графиков  видно,  что  у  исходного  ПП  и 



композита  (ПП+1мас.%ПБН-М)  время  истечения 

постоянного объёма расплава уменьшается плавно с 

увеличением  продолжительности  прогрева.  Но  при 

этом скорость падения времени истечения мала, что 

свидетельствует  о  высокой  термостабильности 

расплава 

у 

исходного 



ПП 

и 

композита 



(ПП+1мас.%ПБН-М). Кроме того, при 230

0

С и 250



0

С 

в  интервале  продолжительности  прогрева  5-60  мин 



время  истечения  постоянного  объема  расплава 

композита  (ПП+1мас.%ПБН-М)  всегда  выше,  чем  у 

исходного ПП. 

При  температуре 230

0

С  и  в  интервале 



продолжительности 

прогрева 5-60 

мин 

для 


композитов (ПП+3мас.%ПБН-М) и (ПП+5мас.%ПБН-

М)  время  истечения  постоянного  объема  расплава 

увеличивается  с  увеличением  продолжительности 

прогрева (кривые 3 и 4 рис. 1). Видно, что после 5 мин 

прогрева,  τ

истч


 

композита  (ПП+3мас.%ПБН-М) 

меньше,  чем  у  исходного  ПП,  но  после  40  мин 

прогрева,  τ

истч

 

композита  (ПП+3мас.%ПБН-М)  даже 



выше, чем τ

истч


 у исходного ПП при 5 мин прогрева.  

Мы 


предполагаем, 

что 


при 

малой 


продолжительности 

прогрева, 

когда 

степень  



взаимодействия между ПП и ПБН-М еще мала, ПБН-

М  (олигобутадиен)  играет  роль  «смазки»,  что 

приводит к уменьшению вязкости расплава и трения 

между  расплавом  и  стенкой  цилиндра  прибора 

«ИИРТ-А»,  и,  следовательно,  τ

истч


  композитов 

(ПП+3мас.%ПБН-М) и (ПП+5мас.%ПБН-М) меньше, 

чем  у  исходного  ПП.  Но  с  увеличением 

продолжительности  прогрева  может  происходить 

реакции сшивки между молекулами ПБН-М и ПП, что 

приводит  к 

увеличению  вязкости  расплава.  

Выявлено,что  при 230

0

С  в  интервале  5-60  мин 



прогрева  для  композитов  (ПП+3мас.%ПБН-М)  и 

(ПП+5мас.%ПБН-М)  скорость  процесса  сшивки 

больше  скорости  процесса  деструкции.  Вероятно, 

реакция  сшивки  между  молекулами  ПП  и  ПБН-М 

протекает по следующей схеме: 

 

При 250



0

С  в  интервале  продолжительности 

прогрева 5-60 мин такое же явление наблюдалось для 

расплава  композита  (ПП+5мас.%ПБН-М),  а  для 

расплава  композита  (ПП+3%ПБН-М)  наблюдался 

максимум  на  кривой  зависимости  τ

истч

  от  τ


прогрев

 


У

Успехи в химии и химической технологии. ТОМ XXIX. 2015. № 10  

40 


(кривая 3 рис. 2) при 10 мин прогрева. Это, вероятно, 

связано  с  тем,  что  для  композита  (ПП+3мас.%ПБН-

М)  при 250

0

С,  когда  продолжительность  прогрева 



менее 10 мин,  скорость  процесса  сшивки  больше 

скорости 

процесса 

деструкции. 

А 

при 


продолжительности прогрева более 10 мин, наоборот, 

скорость  процесса  сшивки  уже  менее  скорости 

процесса деструкции.  

Таким  образом,  в  работе  была  изучена 

термостабильность 

расплава 

полипропилена, 

модифицированного 

малеинизированным 

полибутадиеном, реологическим методом. Показано, 

что  введение  малого  количества  ПБН-М (1-3мас.%) 

не 


приводит 

к 

значительному 



изменению 

термостабильности,  определенной  реологическим 

способом,  поскольку    предполагается,  что  процесс 

сшивки  происходит  одновременно  с  деструкцией. 

Наблюдаемый  максимум  при  выдержке 10 мин 

прогрева  при 250°С  композита  (ПП+3мас.%ПБН-М) 

свидетельствует  о  превалировании процесса  сшивки 

над процессом деструкции. 



Нгуен Минь Туан, стажер кафедры технологии переработки пластических масс, РХТУ им. Д. И. Менделеева, 

Россия, Москва 

Чалая Наталья Михайловна, к.т.н., учёный секретарь ОАО «МИПП – НПО «Пластик», Россия, Москва 

Казанчян Артур Эдуардович, соискатель кафедры технологии переработки пластических масс, РХТУ им. Д. 

И. Менделеева, Россия, Москва 

Осипчик  Владимир  Семенович,  д.т.н.,  профессор,  заведующий  кафедрой  технологии  переработки 

пластических масс, РХТУ им. Д. И. Менделеева, Россия, Москва 

Литература 

1.

 



Основы  технологии  переработки  пластмасс:  Учебник  для  вузов / С.  В.  Власов,  Л.  Б.  Кандырин,  В.  Н. 

Кулезнев и др. – М.: Химия, 2004. –600 с. 

2.

 

Композиты на основе полиолефинов. / Под ред. Д. Нвабунмы, Т. Кю. Пер с англ. – СПб.: Научные 



основы и технологии, 2014. 744 с. 

3.

 



Н.  М.  Чалая,  В.  С.  Осипчик,  Л.  Ф.  Клабукова.  Лабораторные  работы  по  курсу  «Технология 

производства и переработки композиционных материалов». М.: Российский химико-технологический 

университет им. Д. И. Менделеева, 2010. 44 с.  

Nguyen Minh Tuan

*



Chalaya Natalia Mikhailovna

**

, Kazanchyan Artur Eduardovich, 



Osipchik Vladimir Semenovich  

D.I. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia 

*e-mail: 

mtuan1801@gmail.com

 

JSC “MIPP – NPO“Plastic”, Moscow, Russia 



**

e-mail: tschalaya@mtu-net.ru  



STUDY OF MELT THERMAL STABILITY OF POLYPROPYLENE MODIFIED BY 

MALEATED POLYBUTADIEN 

Abstract

 

 

The effect of maleated polybutadiene (PB-MA) on the thermal stability of the melt polypropylene (PP) was studied. It is 



found that the introduction of small amounts of PB-MA (1-3 %wt.) in the PP does not significantly change the thermal 

stability of the melt, as far as 

it is 

assumed that the process of degradation simultaneously occurs with cross-linking. 



Key words: polypropylene, thermostability, polybutadiene. 

 

 





Достарыңызбен бөлісу:


©stom.tilimen.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет