Модификация свойств химически сшитого полиэтилена
Панкратов А.В.1,2, Фридман О.А.1,2, Панов Ю.Т.2
1ЗАО «ЭКЛИП» – дочернее общество ОАО «Полимерсинтез», Владимир, Россия, e-mail: eklip.nauka@mail.ru
2Владимирский государственный университет, Владимир, Россия
Закрытоячеистые пенопласты на основе химически сшитых полиолефинов применяется в технике и быту, главным образом, в качестве амортизирующих и герметизирующих материалов. Выпускаемые промышленностью марки характеризуются относительно узким интервалом модуля упругости при сжатии. Тогда как при повышении жесткости этих материалов их можно было бы применять для изготовления легко нагруженных изделий, а при снижении жесткости – расширить сферу применения в качестве демпфирующих элементов конструкций.
Простым изменением концентраций сшивающих и вспенивающих агентов эту задачу решить не возможно. В настоящей работе исследовалось влияние физико-механических свойств полимерной матрицы на свойства химически сшитых пенополиолефинов. Изучались полиэтилены низкого давления (высокой плотности), высокого давления (низкой плотности), сополимеры этилена с полипропиленом и их смеси. Пенообразующую композицию, содержащую помимо полимеров химический газообразователь (азодикарбонамид), органическую перекись и активаторы разложения азодикарбонамида, приготовляли на вальцах при 110°С. Вспененные образцы получали по одностадийной прессовой технологии на гидравлическом прессе при 170 °С.
Выявлена корреляция свойств полимерного материала и пенопласта на его основе. Вероятно, это обусловлено тем, что для получения пенопласта по прессовой технологии к полимерной матрице предъявляются прямо противоположные требования: высокая эластичность (для обеспечения взрывного формирования и роста пузырьков пены без микро- и макро разрывов) и, вместе с тем, способность фиксировать структуру пены при её охлаждении.
Как показали исследования, фиксация структуры пены в значительной мере обеспечивается химическим сшиванием. Однако процесс формирования и роста пузырьков пены, а также механические свойства пенопласта зависят от вязкоупругих свойств полимерного материала. Вследствие этого, при одних и тех же концентрациях вспенивающих и сшивающих агентов, на смесях полиолефинов удаётся получить пенопласты, резко различающиеся по своим механическим и теплофизическим свойствам. Так, например, разработанные пенопласты, при близких значениях кажущейся плотности, на два порядка отличаются по величине сжимающего напряжения при 25%-ной деформации образца. В тоже время величина разрушающего напряжения при растяжении химически сшитого пенополиолефина на основе полиэтилена низкого давления (высокой плотности) выше того же показателя при использовании в качестве полимерной основы этиленпропиленовых термоэластопластов не более чем в три раза. Представляет интерес то обстоятельство, что по величине остаточной деформации после сжатия на 50% в течение 24-х часов с последующим восстановлением в течение одного часа все исследованные материалы мало отличаются друг от друга.