Особый интерес для разработчиков и потребителей представляют ДТЭП с твердостью 65-80 ед. по Шор А, термостойкие и маслобензостойкие ДТЭП. Для производства автодеталей наибольшую привлекательность имеют ДТЭП на основе бутадиен-нитрильных каучуков (СКН) и полипропилена (ПП). Однако при смешении полярной эластомерной фазы и неполярной термопластичной фазы в паре СКН-ПП имеет место плохая совместимость полимеров, а получаемый материал имеет невысокие упруго-прочностные характеристики и сужается температурный интервал эксплуатации изделий со стороны как отрицательных, так и положительных температур. Мы предполагали частично устранить указанные выше недостатки, используя неорганические наполнители.
Одним из возможных путей улучшения комплекса свойств полимерных композиций является введение в них наноразмерных наполнителей, в том числе слоистых силикатов из группы монтмориллонитов (ММТ), способных организовывать органоминеральные комплексы [2]. Эта способность является следствием лабильности слоистой структуры монтмориллонита, разбухающей при интеркаляции органическими веществами.
Было исследовано влияние «органобентонита Cloisite 15A» - природного монтмориллонита, модифицированного четвертичными аммониевыми солями, на процесс получения и свойства ДТЭП на основе бутадиен-нитрильных каучуков и полипропилена.
Методом порошковой рентгенографии (XRD) изучен фазовый состав монтмориллонитовой глины и структурные характеристики монтмориллонита.
ДТЭП изготавливались в смесительной камере пластикордера «Brabender» при введении органоглины Cloisite 15A в дозировке
до 7 мас. ч. на 100 мас. ч. полимера как в полиолефиновую, так и в каучуковую фазы. Полученные композиции экструдировались через щелевую головку пластикордера, из ленты материала изготавливались образцы для испытаний.
Установлено, что введение 1-3 мас. ч. монтмориллонита приводит к повышению упруго-прочностных характеристик динамических термоэластопластов, в частности, модуль упругости возрастает на 27-54%. Улучшаются и термические свойства ДТЭП. Так, температура начала деструкции, равная 269°C для исходного ДТЭП, повышается до 350°C для ДТЭП с 1 мас. ч. ММТ и 343°C - для ДТЭП
с 3 мас.ч. ММТ.
Результаты реологических исследований (MPT Monsanto, температура 170-210°C) и оценки упруго-гистерезисных характеристик композиций (динамический реометр RPA 2000, диапазон деформации от 0 до 10%, температуры - от 40 до 130°C, частоты - от 0,1 до10 Гц) также показали положительное влияние слоистого наполнителя на свойства ДТЭП.
Исследована стойкость динамических термоэластопластов к действию агрессивных сред. Показано, что введение монтмориллонита уменьшает степень набухания и, следовательно, повышает стойкость к действию агрессивных сред.
Результаты исследования полученных композиций методом XRD позволяют объяснить улучшение физико-механических характеристик ДТЭП эксфолиацией наноразмерных частиц монтмориллонита в полимерной матрице.
В настоящее время проводятся исследования по модификации динамических термоэластопластов бентонитовыми глинами отечественного происхождения.
Работа выполнена в рамках государственного контракта № 02.552.11.7070 от 02.10.2009.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Вольфсон, С.И. Динамически вулканизованные термоэластопласты: получение, переработка, свойства/ С.И. Вольфсон - М.: Наука. - 2004. - 170 с.
- Туторский, И.А. Термостойкие нанокомпозиты со слоистыми силикатами на основе бутадиен-нитрильного каучука / И.А. Туторский, В.С. Альтзицер, Б.В. Покидько и др.// Каучук и резина. - 2007. - №2. - С.16.