Содержание к диссертации
Введение
2. Литературный обзор 6
2.1. Общая характеристика акрилатных связующих 6
2.2 Физические, химические и физико-механические факторы, определяющие прочностные свойства наполненных полимеров
2.3. Направления и методы модифицирования наполненных полимерных композиционных материалов 33
2.4. Обоснование выбранного направления работы 45
3. Обсуждение результатов 48
3.1 Планирование и математическая обработка эксперимента 48
3.2 Влияние компонентов инициирующей системы на прочностные характеристики полимерного композиционного материала на основе метилметакрилата (базовый состав) 55
3.3 Модифицирование полимерной матрицы акрилатными мономерами и акрилатсодержащими соединениями 80
3.4 Полимерные композиционные материалы на основе смеси метилметакрилата и метакриловой кислоты, модифицированные акрилатсодержащими алкоксисиланами и линейными олигофосфазенами 96
4. Экспериментальная часть 113
4.1 Экспериментальные методики 113
4.2 Используемые вещества 1 5. Выводы 121
6. Список литературы
- Физические, химические и физико-механические факторы, определяющие прочностные свойства наполненных полимеров
- Направления и методы модифицирования наполненных полимерных композиционных материалов
- Влияние компонентов инициирующей системы на прочностные характеристики полимерного композиционного материала на основе метилметакрилата (базовый состав)
- Полимерные композиционные материалы на основе смеси метилметакрилата и метакриловой кислоты, модифицированные акрилатсодержащими алкоксисиланами и линейными олигофосфазенами
Введение к работе
Актуальность темы. Высоконаполненные полимерные композиты на основе метилметакрилата (ММА), отверждаемые при обычной температуре (20C), относятся к одной из перспективных групп материалов строительной индустрии и промышленности. Исследование их свойств, в том числе прочностных, с целью улучшения эксплуатационных характеристик является актуальной задачей.
Использование ММА в качестве основного компонента связующего в композиционных материалах обусловлено его доступностью (многотоннажное производство), дешевизной по сравнению с олигомерными связующими, низкой вязкостью и способностью быстро полимеризоваться с образованием прочного полимера, даже при отрицательных температурах. Формирование полимерной матрицы из низковязкого мономера ММА непосредственно в присутствии наполнителя позволяет значительно повысить степень наполнения, уменьшить расход связующего и перейти от низко- к высоконаполненным быстро отверждаемым полимерным композиционным материалам (ПКМ).
Анализ литературных данных показал, что, несмотря на применение ПКМ на основе ММА, до настоящего времени недостаточно исследованы особенности и закономерности формирования полимерной матрицы в присутствии высокого содержания наполнителя (более 70 % мас.). В частности, возможности повышения плотности упаковки образующейся в этих условиях полимерной матрицы для достижения максимальных прочностных характеристик ПКМ. Недостаточно обоснованы и аргументированы представления о характере взаимодействия полимерной матрицы с поверхностью наполнителя, особенно при введении в состав исходного связующего различных модифицирующих и структурирующих добавок.
Цель настоящей работы – исследование влияния количества компонентов бинарной инициирующей системы (перекись бензоила (ПБ) и диметиланилин (ДМА)) и акрилатных и акрилатсодержащих модифицирующих добавок различной природы и строения на прочностные характеристики высоконаполненных (степень наполнения 89,5 % мас.) ПКМ на основе ММА, полученных в результате полимеризации при обычной температуре (20С) по компаундной технологии.
Для достижения указанной цели было необходимо решить следующие задачи:
подобрать соотношение выбранных компонентов наполнителя (строительный силикатный песок (СП) ( частиц 0-2 мм) (ГОСТ 8736-93) и доломитовый минеральный порошок (МП) ( частиц до 100 мкм) (ГОСТ 16557-78)), соответствующее минимальному расходу ММА (получение высоконаполненной композиции);
оптимизировать содержание компонентов инициирующей системы (ПБ и ДМА) для получения ПКМ на основе ММА (базовой состав) с максимально возможными прочностными характеристиками;
оценить влияние выбранных акрилатных и акрилатсодержащих модификаторов полимерной матрицы на прочностные свойства формируемых ПКМ;
отранжировать исследуемые модификаторы по их влиянию на суточное разрушающее напряжение при сжатии (sсж) модифицированных ПКМ для выбора наилучшего;
достичь наибольшего эффекта повышения sсж модифицированного ПКМ, с учетом совместного влияния компонентов инициирующей системы и наиболее эффективных модифицирующих добавок.
Научная новизна. Установлены особенности формирования плотноупакованной структуры полимерной матрицы на основе ММА при обычной температуре (20С) и высоком содержании минерального наполнителя. Показано сильное влияние количества компонентов инициирующей системы (ПБ и ДМА) на sсж образующихся высоконаполненных ПКМ посредством формирования полимерной матрицы различной плотности упаковки и молекулярной массы: максимальным прочностным показателям соответствует образование плотноупакованной структуры ПКМ, реализующейся при определенном значении молекулярной массы полимера.
Показана целесообразность использования в качестве модификаторов высоконаполненных композиций на основе ММА различных акриловых мономеров, метакрилатных производных линейных олигофосфазенов, а также кремнийорганических метакрилатсодержащих соединений. Установлена эффективность их применения для повышения прочностных характеристик ПКМ. Показана приоритетность влияния на прочностные свойства высоконаполненных ПКМ образование гибких граничных слоев полимера, понижающих градиент напряжений разномодульных фаз (полимер - минеральный наполнитель), нежели процессов трехмерного структурирования полимерной матрицы. Установлен значительный эффект повышения sсж модифицированных ПКМ при одновременном введении в ММА метакриловой кислоты (МАК) и метакрилатных производных линейных олигофосфазенов и кремнийорганических метакрилатсодержащих соединений.
Практическая ценность работы. Получены быстро отверждаемые при обычной температуре составы ПКМ на основе минеральных наполнителей и ММА, модифицированного акриловыми мономерами и олигомерами, обладающие повышенной прочностью. Одновременное использование в качестве модификаторов ММА: МАК и олигоалкоксифосфазена с метакрилокси-группами – позволяет получать высоконаполненные (содержание наполнителя 89,5 %) ПКМ с высокими прочностными характеристиками (sсж=146 МПа). Полученные составы материалов могут быть рекомендованы для изготовления внутренних несущих конструкций в высотных сооружениях, а также для устройства высокопрочных выравнивающих напольных стяжек и покрытий.
Публикации. По материалам работы имеется пять публикации. Работа была представлена на 11 Международной конференции по полимербетонам в г. Берлине в июне 2004 г.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, результатов работы и их обсуждения, экспериментальной части, выводов, списка используемой литературы, включающего 137 источников.
Физические, химические и физико-механические факторы, определяющие прочностные свойства наполненных полимеров
Для придания связующему необходимых свойств, его изготавливают на основе смеси различных акриловых мономеров. Так полиалкилметакрилаты характеризуются большей твердостью, чем полиалкилакрилаты. Физико-механические свойства полимерной матрицы сильно зависят от размера спиртового радикала в сложноэфирной группе. С увеличением длинны радикала твердость, плотность и другие механические свойства полимера ухудшаются, уменьшается температура размягчения полимера [7].
Повышение полярности полимерной матрицы и введение боковых карбоксильных групп благодаря сополимеризации с МАК способствует увеличению ее адгезионных свойств [10-12]. В промышленности выпускается сополимер бутилметакрилата с МАК (БМК-5), который характеризуется хорошей адгезией к металлам и высокой светостойкостью
Получили распространение сетчатые сополимеры ММА с четырехфункциональными соединениями - гликолевыми эфирами МАК, аллил- и винилметакрилатом, метакриловым ангидридом и другими мономерами [13], которые вводят в сополимер в количестве от 5 до 10% от массы ММА. Эти сополимеры обладают повышенной теплостойкостью и поверхностной твердостью и более высокой стойкостью к старению по сравнению с полиметилметакрилатом.
Связующие на основе смеси метилметакрилата и акрилонитрила используются для изготовления зубопротезных материалов. Они обладают высокой стойкостью к органическим кислотам, твердостью и низким водопоглощением.
Другой группой акрилатных связующих являются ненасыщенные олигомерные соединения. Общий признак для них - наличие на концах молекулы олигомера или в регулярно расположенных боковых ответвлениях остатков акриловых кислот (акриловой и метакриловой).
В настоящее время синтезировано и исследовано значительное число акриловых олигомеров [6,14]. С учетом особенностей строения полимерной цепи различают олигоэфиракрилаты, олигокарбонатакрилаты, олигоуретан-акрилаты, олигоалкиленоксифосфинатакрилаты, олигооксиалкиленакрилаты.
ПКМ на основе олигоэфиракрилатных связующих характеризуются очень высокими физико-механическими характеристиками. Например, стеклотекстолит холодного отверждения имеют высокие значения разрушающего напряжения при сжатии и изгибе (360 и 520 МПа соответственно) [15].
Олигокарбонатакрилаты - аналоги олигоэфиракрилатов, содержащие в олигомерном блоке сложноэфирные карбонатные группы: CH2=C-C-O-CH2-CH2-O-C-O--R
Карбонатные группы, связи которых характеризуются низкими значениями потенциального барьера вращения, способны обогащать групповую подвижность полимерных цепей, расширяя их релаксационный спектр и улучшая прочностные характеристики полимеров [6]. Присутствие карбонатных групп в олигомере способствует образованию менее напряженной и жесткой полимерной матрицы, что повышает стойкость ПКМ на их основе к динамическим нагрузкам, по которым они превосходят ПКМ на основе аналогичных ОЭА.
Олигоуретанакрилаты содержат очень сильные центры межмолекулярных взаимодействий - уретановые группы, что проявляется в высокой прочности и износостойкости материалов на их основе. Однако сильные межмолекулярные связи приводят одновременно к резкому повышению вязкости олигомерного связующего и, как результат, низкой степени наполнения ПКМ, что увеличивает неоднородность и снижает физико-механических характеристик получаемых композитов.
Олигооксиалкиленакрилаты - акриловые олигомерные соединения, содержащие в олигомерном блоке простые эфирные связи. Исходными соединениями для получения олигоэфиров являются циклические мономеры различного строения, например тетрагидрофуран, диоксолан, 1,3,6-триоксолан, пропиленоксид. В качестве агентов передачи цепи и телогенов используют акриловые кислоты, их эфиры, ангидриды и хлорангидриды.
Олигосилоксанакрилаты используют при изготовлении ГЖМ с повышенной теплостойкостью, химической стойкостью, низким водопоглащением. Применяют в качестве аппретов для повышения физико-механических характеристик высоконаполненных ГЖМ. В настоящее время наибольшее распространение в строительной индустрии из акрилатных связующих для получения высоконаполненных быстороотерждаемых ПКМ нашли ОЭА [5,6,8].
Большинство методов получения ОЭА основано на ограничении реакции роста цепи в процессе олигоконденсации би- или полифункциональных соединений введением ненасыщенных монофункциональных реагентов - конденсационная теломеризация. Ее принцип основан на регулировании реакции роста цепи при олигоконденсации за счет стехиометрического разбаланса функциональных групп (например, -СООН и -ОН), участвующих в реакции и введения в систему монофункционального реагента - телогена. Последний содержит одну группу (например, карбоксильную или гидроксильную), участвующую в конденсации, а также полимеризационпоспособную группу, не участвующую в процессе, но определяющую будущую реакционную способность олигомера.
Среднюю степень полимеризации п олигомеров, получаемых конденсационной теломеризацией, можно изменять в широких пределах в зависимости от соотношения телогена и его бифункционального аналога и степени стехиометрического разбаланса реагирующих ди- или полифункциональных соединений.
При использовании бифункциональных реагентов образуются олигоэфиры линейного строения. Если в качестве компонента реакции, способного реагировать с телогеном, применяются полифункциональные соединения, то образуются олигоэфиракрилаты разветвленной структуры с регулярным чередованием полимеризационноспособных связей:
Направления и методы модифицирования наполненных полимерных композиционных материалов
Для повышения прочностных показателей высоконаполненных ПКМ часто используют структурирующие добавки, способствующие образованию сетчатых структур (сшивание) полимерной матрицы. Увеличение степени сшивания приводит к возрастанию модуля Юнга, что приближает свойства полимерного связующего к характеристикам жестких частиц наполнителя, делая материал в целом более однородным. В результате уменьшается градиент модуля прочности в межфазной области. При этом снижается сила напряжений, и образование трещин в полимерной матрице происходит при более высоких внешних нагрузках.
Запатентованы системы для сшивания матрицы только у поверхности раздела. Они содержат перекиси или хлорированные алициклические соединения и предназначены для использования в композиционных материалах на основе полиолефинов [123].
Хорошие результаты по физико-механическим характеристиках ПКМ за счет уменьшения градиентов модулей между наполнителем и матрицей получены также методом образования демпферных прослоек (переходные слои - добавки привитых или линейных блок-сополимеров, обладающих частичной совместимостью с каждой из фаз на границе раздела) [124]. Для этой цели использовали полимерные модификаторы с поперечными связями, расположенными так, что плотность сшивки постепенно уменьшается в направлении полимерной матрицы. Такие прослойки сильно связанны с частицами наполнителя и с функциональными группами полимера. Они определяют равномерный, плавный переход различающихся свойств наполнителя и полимерного связующего в пределах межфазного слоя. Эти прослойки относительно мало чувствительны к влиянию температуры и времени, и поэтому соответствующие композиционные материалы обладают превосходными прочностными свойствами при различных температурах. Сополимеризация является одним из главных методов модификации полимерных матриц, открывающая огромные возможности в получении, улучшении и регулирования свойств ПКМ. Данный вид модификации позволяет в одном материале сочетать в различной степени свойства разных полимерных связующих, реализуя комплексный подход повышения физико-механических характеристик ПКМ. Например, сополимеризация стирола с малеиновым ангидридом позволяет получить полимер, обладающий хорошей адгезией к большинству минеральных наполнителей. Подобными свойствами обладает сополимер этилена с винилацетатом. Сополимеры пропилена с небольшим количеством акриловой кислоты или малеинового ангидрида (0,3-6,0%) получают за рубежом в промышленном масштабе. Эти продукты в сочетании со стекловолокном, благодаря хорошей адгезии, обладают улучшенными механическими свойствами по сравнению с немодифицированным полимером [125].
Разновидностью сополимеризации является привитая блок-сополимеризация. Процесс прививки боковых цепей осуществим по радикальному механизму. Все большее значение приобретает такой процесс, выполняемый в экструдере в присутствии инициаторов радикальной полимеризации.
Модификация матрицы осуществляется также посредством прививки функциональных групп, улучшающих адгезионное взаимодействие наполнителя и полимерного связующего [126].
В случае высокой полярности наполнителя (минеральные наполнители) и низкой полимерной матрицы (например, полиолефины), увеличение прочности межфазного взаимодействия обеспечивается введением сополимеризующихся совместимых полярных добавок, содержащие карбоксильные, аминные, амидные или уретановые группы. Запатентованы способы введения полярных групп (метакриловых и глицидилакриловых) в полиолефины и полистирол [127]. Для осуществления хорошей связи важно, чтобы полярные группы добавки выстраивались параллельно полярным группам наполнителя. Предпочтительно использование низкомолекулярных веществ, так как они легко мигрируют к поверхности. Кроме того, эти вещества обладают более низкой конформационной энергией, что облегчает ориентирование полярных групп относительно поверхности субстрата.
К наиболее часто употребляемым соединениям, улучшающим межфазное взаимодействие наполнителя и полимерной матрицы, введением в последнюю функциональных групп, являются [111]: 1. Фосфорсодержащие соединения - специально предназначены для улучшения адгезии между полимерами и металлическими субстратами, посредством образования координационных комплексов (хелатные соединения). 2. Карбоновые кислоты. Полярные карбоксильные группы в полимерной матрице способствуют образованию различных видов связей, улучшающие в ПКМ когезионные и адгезионные взаимодействия (ионные, водородные, полярно-ориентационные). 3. Амины. Из аминов наиболее широко применяют производные пиперидина, в которых полярные аминные группы не испытывают стерических препятствий и могут поэтому легко ориентироваться относительно поверхности субстрата. 4. Органосиланы и органотитанаты. Способствуют адгезии к стеклам и металлам. В случае органотитанатов предполагается, что механизм их действия сводится к координационным реакциям с субстратом. Таким образом, проведенный обзор позволяет выделить основные пути модификации высоконаполненных полимерных композиционных материалов с целью повышения их прочностных характеристик.
Перспективным методом модификации ПКМ является формирование полимерной матрицы сополимеризацией связующего с модифицирующими добавками в ходе отвеждения (формирования) композита (компаундная технология). Это вид модификации позволяет изменять как свойства самой полимерной матрицы, так и характер взаимодействия ее с наполнителем, посредством варьирования ее состава (изменения элементарного звена макромолекулы: введение функциональных групп, наличие объемных боковых заместителей и т. д.) и структуры (характер надмолекулярных образований, регулярность их расположения и однородность, степень кристалличности, плотность упаковки).
Влияние компонентов инициирующей системы на прочностные характеристики полимерного композиционного материала на основе метилметакрилата (базовый состав)
При выборе откликов исследований необходимо учитывать следующие условия [128]: эффективность отклика с точки зрения достижения цели, универсальность и статистическая эффективность. Отклик должен количественно выражаться одним числом, иметь физический смысл, быть простым и легко вычисляемым, он должен существовать для всех различимых состояний.
Оценку прочностных показателей материалов проводят с учетом характера их разрушения. Основными характеристиками прочности полимеров являются: разрушающее напряжение, максимальная относительная деформация, скоростная или временная характеристика прочности, долговечность [17]. Если материал разрушается при низких уровнях однородной деформации (до предела текучести - упругие деформации Гука), которая сохраняется вплоть до разрушения, причем не наблюдается существенного уменьшения площади перечного сечения и остаточной продольной деформации частей разрушенного образца, то он характеризуется хрупким разрушением. В этом случае характеристикой прочности является предельное разрушающее напряжение.
Высоконаполненные полимерные композиционные материалы, содержащие значительное количество дисперсного наполнителя, рассматриваются как жесткие упругие материалы (низкие значения ползучести), характеризующиеся хрупким разрушением. Поэтому оценку прочностных свойств исследуемых ПКМ проводили по кратковременному суточному разрушающему напряжению при сжатии (осж). Для объяснения закономерностей изменения асж ПКМ в качестве откликов использовались также их плотность (р), молекулярная масса формирующейся полимерной матрицы (средневязкостная (Mr,), среднечисловая (Мп), среднемассовая (Mw)) и сорбционная способность (тс). Достоинствами выбранных откликов являются: эффективность сточки зрения поставленной цели (исследование влияния различных факторов на изменение прочностных характеристик композитов, в частности на разрушающее напряжение при сжатии); универсальность (отклики применимы для характеристики любых полимерных композиционных материалов) возможность количественного определения (отклик выражается одним числом); статистическая эффективность (отклики являются прямыми данными, определяемыми с максимально возможной точностью, над которыми не производятся какие-либо дополнительные арифметические операции перед обработкой); наличие физического смысла; простота и легкость определения.
Недостатком выбранных откликов является высокие погрешности при определении разрушающего напряжения при сжатии композиционных материалов и широкий интервал разброса экспериментальных значений. К недостатка можно также отнести относительность методов определения молекулярных масс (вязкостной метод, метод гель-проникающей хромотографии)
Указанные недостатки не является недопустимыми, принимая во внимание, что правильное планирование эксперимента, в частности, увеличение числа параллельных опытов и контроль отклика по нескольким сечениям исследуемого факторного пространства, позволяет проверять получаемые данные на надежность и существенно снизить экспериментальную ошибку. Выбор факторов исследований проводился с учетом следующих условий [128]:
В качестве факторов были выбраны варьирование содержания компонентов, входящих в состава ПКМ: содержание компонентов бинарной инициирующей системы (перекись бензоила (ПБ) и диметиланилин (ДМА)) в метилметакрилате; содержание в связующем модифицирующих добавок, а именно -акриловых мономеров (акриловая кислота (АК), метакриловая кислота (МАК), акриламид (АКМ), Ы -метилен-бисакриламид (бис-АКМ), метакрилатных производных линейных олигофосфазенов (продукты взаимодействия линейного олигодихлорфосфазена (ХФ) с 1,3-диметакриловым эфиром глицерина (ДМГ) (фосфазен-1) и с Р-гидроксиэтилметакрилатом (ГЭМ) (фосфазен-2)), а также кремнийорганических метакрилатсодержащих соединений (3-[N,N-BHC(2-гидрокси-3 -метакрилоксипропил)амино]пропилтриэтоксисилан (марка пента-61), 3-[1Ч-(2-гидрокси-3-метакрилоксипропил)амино] пропилтриэтоксисилана (марка пента-62)).
Важнейшим достоинством выбранных факторов является то, что изменение состав любого материала является первопричиной изменения его свойств. Поэтому выбранные факторы - это основные употребляемые переменные, отражающие, в сущности, любое явление или процесс. Причем эти факторы легко управляемы и, с состоянием инструментального и технического оформления в настоящее время, точность фиксации их очень высока. Соответственно, выбранные факторы отвечают всем необходимым вышеперечисленным требованиям и приведены в таблице 2.
Полимерные композиционные материалы на основе смеси метилметакрилата и метакриловой кислоты, модифицированные акрилатсодержащими алкоксисиланами и линейными олигофосфазенами
При определении минимального количества связующего (ММА) необходимого для получения равномерного пластичного «полимерраствора» и однородного ПКМ на его основе применяли операциональность методики определения Нормальной густоты цементного раствора согласно ГОСТ 310-60 [136].
Отвешенные наполнители (в определенном соотношение СП и МП) перемешивают в сферической чашке вручную в течение 1 мин., затем в центре сухой смеси делают лунку, вливают завешенное количество ММА и снова перемешивают в течение 1мин.
Форму-конус ставят в центр стеклянного диска встряхивающего столика и заполняют раствором в два приема (слоями равной толщины). Затем раствор штыкуют: нижний слой 15 раз, а верхний -10. Во время укладки и уплотнения раствора конус прижимают рукой к стеклянному диску. После уплотнения верхнего слоя раствора избыток его срезают вровень с краями конуса ножом. Затем конус медленно снимают в вертикальном направлении. Вслед за этим, раствор встряхивают на столике 30 раз примерно в течение 30 с. и измеряют величину расплавы основания конуса в двух взаимно перпендикулярных направлениях.
За нормальную густоту пластичного раствора принимают такую консистенцию его, при которой нижнее основание конуса в результате его расплавы после 30 встряхиваний столика должна быть не менее 105 и не более ПО мм. Данное количество ММА является оптимальным для выбранного соотношения исследуемых наполнителей (СП и МП). Если расплыв конуса меньше 105 мм, то готовят новый раствор с увеличенным количеством ММА.
Вышеуказанной операциональностью определяют минимальное количество ММА для различных соотношений смеси выбранных наполнителей (СП и
Для изготовления ПКМ на основе акрилатных связующих использовалась смесь наполнителей: СП (ГОСТ 8736-93) (0 = 0-2 мм) и МП (ГОСТ 16557-78) (0 до 100 мкм), взятую в соотношении 75 мае. % и 25 мае. %, соответствующую минимальному расходу связующего (10, 5 масс. %); ММА (ГОСТ 20370-74) - один и в смеси с различными количествами модифицирующих добавок (АК (ТУ 6-09-4131-75), МАК (ТУ 6-02-59-89), АКМ (М.в.71,08), бис-АКМ (М.в. 154,17), пента-61(ТУ 6-02-1-03-91), пент-62 (ТУ 6-02-1-802-94), фосфазен-1 и фосфазен-2 [135]), бинарная инициирующая система - ПБ (ГОСТ14888-78) и ДМА (ГОСТ 5855-78).
В смеситель загружали рассчитанное количество дисперсного минерального наполнителя, ПБ, затем, в зависимости от выбранного ранее порядка и запланированной матрицы эксперимента, необходимое количество ММА, ДМА и других добавок. Смесь перемешивали в течение 1 минуты, и затем заливали на вибростоле в две 50-гнездные формы, в которых происходило ее отверждение в течение 2 часов, после чего образцы извлекались и отверждались на воздухе еще 22 часа.
Разрушающее напряжение при сжатии (асж) исследуемых ПКМ оценивалось на модельных образцах, представляющих собой цилиндры высотой 20 мм и диаметром 11мм. После суточной выдержки изготовленные образцы ПКМ подвергались испытаниям на сжатие на прессе (модель 04116 Усманского завода литейного оборудования). В соответствии с поставленной задачей определяли суточное кратковременное разрушающее напряжение при сжатии (асж).
Методика определения средневязкостной молекулярной массы ненаполненных полимеров и полимерных матриц ПКМ на основе ММА
Средневязкостные молекулярные массы ненаполненного полимера и полимерной матрицы ПКМ определяли по стандартной методике [137]. Полимер из образцов ПКМ на основе ММА экстрагировали ацетоном. Полученный полимер переосаждали (осадитель дистиллированная вода) и тщательно высушивали до постоянной массы.
Для вискозиметрического исследования использовали капиллярный вискозиметр Уббелоде. Перед проведением измерений вязкости все принадлежности (вискозиметр, пробки, колбочки, резиновые шланги и груши) тщательно вымыли и высушили. Подготовленный для работы вискозиметр помещали строго вертикально в термостат, в котором поддерживалась заданная температура с точностью ± 0,1. Затем калиброванной пипеткой на 10 мл заливали профильтрованный растворитель (ацетон) в вискозиметр. После 15-20 мин. термостатирования при помощи резиновой груши засасывают растворитель через капилляр в шаровидные резервуары выше уровня метки отсчета. Затем ему давали свободно стекать по капилляру в конический приемник. Эту операцию повторяли 2-3 раза. Снова засасывали растворитель выше уровня верхней метки и измеряли время его истечения (то) от верхней метки до нижней по секундомеру (с ценой деления 0,1 с). Время истечения определяли 5 раз. Разница в отсчетах не должна превысить 0,2-0,3 с. Для расчета использовали среднее значение.
Затем вискозиметр сушили и определяли аналогично вышеуказанным операциям время истечения через капилляр раствора полимера точной концентрации. Для определения характеристической вязкости измерения проводили для 5 различных концентраций полимера, полученных непосредственным разбавлением исходного раствора в вискозиметре. При этом учитывали, что бы концентрация растворов в вискозиметре была такой, чтобы значения г)отн. лежали в интервале 2,0-1,1. К залитому в вискозиметр раствору концентрации с і добавляли калиброванной пипеткой последовательно 5 порций профильтрованного растворителя. После каждого разбавления тщательно перемешивали растворы в вискозиметре и три раза засасывали раствор выше уровня верхней метки для достижения равномерной концентрации.
Похожие диссертации на Высоконаполненные полимерные композиты на основе модифицированного полиметилметакрилата
