Введение к работе
Актуальность проблемы. На современном этапе развития науки о полимерах, одним из пріоритетних научных направлений является разработка новых полимерных материалов конструкционного назначения. При этом особая роль отводится наполненным полимерам на базе промышленных термопластов типа полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида, полиамидов и др.
Сочетание хороших физико-химических, упруго-прочностных свойств и доступность исходного сырья обеспечивают возможншсть для широкого применения поликапроамида (ПКА) и наполненных композиций на его основе в различных отраслях народного хозяйства. Прогрессивным способом получения наполненных термопластов, в отличие от традиционного экструзионного смешения компонентов, является метод полимеризационного наполнения, т.е. введение наполнителя на стадии полимеризации. Таной способ можно легко реализовать на практике в формах различной конфигурации в процессе анионной активированной полимеризации капро-лактвма. На этой стадии решающее значение имеет целенаправленное регулирование одновременно протекающих процессов полимеризации и кристаллизации. Структурообразующее действие наполнителей, т.е. степень влияния их на данные процессы определяется типом, дисперсностью, формой и поверхностными свойствами наполнителей. Особо следует подчеркнуть роль химической модификации поверхности наполнителей аппретами, позволяющей успешно решить одну из ключевых задач в области материаловедения - создание наполненных материалов с повышенными прочностными свойствами посредством регулирования межфазных явлений в системе связутаее-наполнитель.
Комплексный подход в установлении закономерностей влияния условий формирования, структуры и свойств наполненных систем на основе ПКА. на количественном уровне позволяет разработать научные принципы создания конструкционных материалов на основе наполненных кристаллизующихся полимеров.
Цель настоящей работы - выявление влияния аппретированных у-аминопропилтриэтоксисиланом частиц золы и волластонита на формирование композиций поликапроамида и установление корреля-
ционных зависимостей параметров структурной организации с физико-химическими и упруго-прочностными свойствами материалов. Достижение поставленной цели решалось путем: определени степени влияния аппретированных наполнителей на ыакрокинетик процесса полимеризации капролактама и кристаллизации ПКА; вы ления закономерностей релаксационного поведения композиций П в широком диапазоне температур и частот; установления взаимс связи между условиями получения, триботехническими характери тиками и физико-механическими свойствами наполненного ІЖ.
Научная новизна. Впервые на примере систем поликапроами да с аппретированными ^ -аминопропилтриэтоксисиланом золой волластонитом проведено комплексное изучение макрокинетики процесса полимеризации капролактама и кристаллизации поликаг роамида, структурных особенностей и их влияния на физико-меї нические и триботехнические характеристики материала.
Показано, что обычные и аппретированные наполнители не оказывают влияния на процесс полимеризации капролактама. Ус; новлено зародышеобразующее действие наполнителей в процессе кристаллизации поликапроамида, причем этот эффект для аппрет рованных наполнителей выражен при меньших концентрациях добі вок. Обнаружено разделение основного «/. -процесса релаксацій .на два перехода для композиций ІША с аппретированным наполн телем, высокотемпературный переход связан с наличием граниЧ' ного слоя. Произведена оценка доли и толщины этого слоя в з бисимости от концентрации наполнителя. Совокупность изменен: происходящих в процессе полимеризационного наполнения в амо ной и кристаллической фазе ПКА, однозначно описывают концен рационные зависимости прочностных и триботехнических характ ристик наполненного поликапроамида.
Научно-практическая ценность. Выявленные на количестве ном уровне особенности получения поликапроамидов, наполненн аппретированными золой и волластонитом могут быть использов ны при выборе оптимальных технологических режимов синтеза п добных композиций на основе кристаллизующихся .полимеров. Ря композиций поликапроамида с данными наполнителями прошли успешное испытание в качестве антифрикционных и износостойк деталей. Результаты работы могут быть использованы на предг
5 тиях Губахинского химического завода, Вахшского азотнотукового завода им.50-летия Октября, ПО "Стеклопластик" (г.Северо-донецк).
Апробация работы. Результаты работы докладывались на П Всесоюзной конференции по композиционным полимерным материалам и их применению в народном хозяйстве (Ташкент, 1983); УП Международном микросимпозиуме "Полимерные композиции" (г.Дрезден, 1987); У Национальной конференции по механике и технологии композиционных материалов (Варна, 1988); ХІУ Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Ташкент, 1989); УП Всесоюзной конференции по механике полимерных и композитных материалов (Рига, 1990), а также на специализированных научных семинарах Института химии и физики полимеров АН УзССР.
Публикации. Основные результаты диссертации изложены в 7 публикациях.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 132 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, двух глав с описанием использованных методик, и изложением результатов экспериментов и их обсуждения, выводов, списка использованной литературы, включающего 145 наименований трудов отечественных и зарубежных авторов. Работа содержит 41 рис. и б таблиц.
