Композиты общего назначения на основе термопластов

Технология и механические свойства

Типичный практический пример, в котором влияние описанных выше обсто­ятельств вполне очевидно, — это ПЭ, восстановленный из тепличной пленки. В нем присутствуют кислородсодержащие группы, возникшие в результате фо­тоокисления, сшивания и действия добавок и стабилизаторов [3,10]. Кроме того, в составе пленки часто присутствуют другие полимеры, например, этиленвинил - ацетат. В фотоокисленном ПЭ молекулярная масса несколько снижена, причем, как правило, в более сильной степени, чем после вторичной переработки данного полимера. Различия в реологических свойствах между оригинальным ПЭ (ОПЭ) и вторичным ПЭ (ВПЭ) также обязаны своим происхождением присутствию добавок, которые всегда вводятся в материал при производстве тепличной плен­ки. В этом случае очевидно, что даже если два исходных материала считаются одним и тем же ПЭ, в действительности они могут быть весьма различными и создавать несовместимые смеси.

Интересно посмотреть на кривые свойство-состав для смесей ОПЭ/ВПЭ На рис. 6.1 относительное удлинение при разрыве и прочность при растяжении показаны в зависимости от содержания ВПЭ в смеси. Обращает на себя внимание тот факт, что величины, характеризующие оба свойства, лежат немного ниже зна­чений, рассчитанных по закону аддитивности смесей [3]. Это означает, что неболь­шие количества ВПЭ могут значительно понизить свойства ПЭ. Кроме того, даже если изменение подготовительной процедуры вызывает изменения в абсолютных значениях свойств, то все вышесказанное остается справедливым. Для отлитых

ВПЭ,%

Рис. 6.1. Прочность при растяжении (О) и относительное удлинение при разрыве (□) в зависимости от содержания ВПЭ (Источник. F Р. La Mantia, Ма Wenguang. Polymer Networks & Blends. 1995. ChemTec Publi­shing.)

Под давлением стержней и пленок, полученных экструзией рукава с раздувом, ве­личины всех параметров оказываются ниже предсказанных законом смесей.

Подобное поведение наблюдалось также для других гомополимерных смесей ОПЭ/ВПЭ, где ВПЭ был получен из молочных бутылок [13]. И в этом случае, даже при других абсолютных значениях свойств качественно эффект был тот же самый.

Объяснение одинакового поведения было найдено в различии морфологии кристаллической фазы ВПЭ, в присутствии в ВПЭ других компонентов, а также в наличии некоторого количества сшитого ПЭ. По-видимому, это основные фак­торы, ответственные за отклонения от правила аддитивности смесей [13, 14].

Микроскопическая интерпретация поведения монополимерных смесей ПЭ была дана для смесей оригинального полиэтилена низкой плотности и восстанов­ленного ПЭ высокой плотности (ОПЭНП/ВПЭВП) [8, 9]. В этом случае присут­ствие ПЭВП увеличивает жесткость системы из-за увеличения размера ламелей, образующих кристаллическую фазу ПЭНП. Разрывные свойства, разумеется, за­висят от этого поведения; минимальные значения относительного удлинения от­мечены в промежуточных композициях из-за деструкции ПЭВП и, возможно, ос­лабления или даже разрыва проходных молекул с соответствующим негативным влиянием на разрывные свойства. Такие же выводы можно сделать в отношении ударных свойств [8,9]. Ударные свойства более чувствительны к деструкции поли­мерных цепей, которые изменяют морфологию и при этом значительно ухудшают ударные свойства даже при низком содержании ВПЭ [8, 9].

Можно сделать вывод, что свойства монополимерных смесей ПЭ зависят главным образом от кристалличности компонентов с различной молекулярной массой, а также от возможной модификации морфологии кристаллической фазы. Присутствие кислородсодержащих групп, образовавшихся в результате фото- окислительной деструкции, может изменить процесс отверждения материала, а также процесс кристаллизации.

Конечные свойства смеси зависят от количества деструктированного поли­мера, но, что важнее, от степени деструкции. Если деструкция полимера ограни­чена, можно получить хорошие свойства, но если деструкция значительна, то происходит общее ухудшение свойств. Поскольку деструкция заключается не только в разрыве цепей, но и сшивании с образованием сетчатых фракций, при анализе свойств этих смесей следует принимать во внимание эффекты несовме­стимости между ВПЭ и ОПЭ.