ВПЛИВ ВИСОКОДИСПЕРСНИХ КАРБІДІВ (Si, Ti, Mo) НА МОЛЕКУЛЯРНУ, НАДМОЛЕКУЛЯРНУ СТРУКТУРУ ТА ВЛАСТИВОСТІ ПОЛІЕТИЛЕНУ
DOI https://doi.org/10.17721/1728-2209.2025.1(60).2
Ключові слова:
концентрація добавок, кількість прищепленого полімеру, вміст гель-фракції, ступінь кристалічності, фізико-механічні властивості.Анотація
Вступ. Дослідження молекулярної, надмолекулярної структура та фізико-механічних властивостей композиційних матеріалів, отриманих сумісним диспергуванням лінійного поліетилену і дисперсних карбідів силіцію, титану та молібдену на ексцентриковому вібромлині. Встановлення кореляції між структурою, твердістю і теплостійкістю композиційних матеріалів.
Методи. Сумісне диспергування ПЕ та карбідів силіцію, титану і молібдену дозволяє змінити молекулярну та кристалічну структури типового термопластичного полімеру у напрямку, необхідному для збільшення фізико-механічних характеристик композиційних матеріалів. Максимальне збільшення твердості на 33 МПа і теплостійкості на 31 К спостерігається при введенні в полімер 7 об.% SiC-д.
Результати. Первинним фактором, що визначає збільшення твердості і теплостійкості термопластичних композитів, є утворення хімічних зв’язків між компонентами системи: макромолекули полімера - високодисперсні карбіди. Такі зв’язки виникають під впливом механохімічного впливу при вібропомолі добавок карбідів з ПЕ і введенні їх в розплав полімера. У зв’язку з цим кристалізація хімічно прищеплених макромолекул ініціюється при більш високій температурі, ніж у вихідному ПЕ і закінчується утворенням більш досконалої кристалічної структури полімеру. При цьому утворюються також міжмолекулярні зшивки і просторова сітка в ПЕ.
Висновки. Перетворення у структурі термопласта, що кристалізується, супроводжуються збільшенням твердості і теплостійкості композиційних матеріалів.
Посилання
Chavarria, F. J., Rangel-Mendez, J. R., Aguilar-Vega, M. J., & Monroy-Gómez, J. M. (2020). Mechanical and thermal properties of high-density polyethylene/titanium carbide (HDPE/TiC) nanocomposites. Composites Part B: Engineering, 185, 107739. DOI: 10.1016/j.compositesb.2020.107739
Gholami, H., & Garmabi, H. (2018). Structure and thermo-mechanical properties of polyethylene/silicon carbide nanocomposites prepared by melt blending. Polymer Engineering & Science, 58(3), 405–412. DOI: 10.1002/pen.24584
Gordiienko V., Kovaleva G. (2017) Plastics, 1-2, 40-43.
Gordiienko V., Kasperskyi A. (2017) The structure and thermomechanical analysis of thermoplastic systems: polyethylene - nanosized carbides, Taylor and Francis, Engineering Studies, 9, 3 (2), 457-461.
Kashyap, S., & Gadhamshetty, V. (2021). Effect of molybdenum disulfide and carbide on the physical and mechanical properties of polyethylene composites. Journal of Materials Science, 56(18), 11130–11142. DOI: 10.1007/s10853-021-06041-3
Li, C., & Zhang, D. (2007). Effect of nano-SiC particles on the crystallization and melting behaviors of ultrahigh molecular weight polyethylene. Materials Letters, 61(2), 522–525. DOI: 10.1016/j.matlet.2006.05.021
Mohamed, N. F., El-Nemr, F. A., & Tawfik, M. E. (2019). Impact of nano-titanium carbide (TiC) on the structural, thermal, and mechanical behavior of low-density polyethylene (LDPE). Journal of Vinyl and Additive Technology, 25(2), E359–E367. DOI: 10.1002/vnl.21666
Tjong, S. C., & Ma, Z. Y. (2004). Microstructural and mechanical characteristics of materials based on titanium carbide reinforced polymer composites. Materials Science and Engineering: R: Reports, 45(1–2), 1–35. DOI: 10.1016/j.mser.2004.03.001
Wang, X., & Zeng, S. (2023). Enhanced wear resistance and mechanical properties of high-density polyethylene composites reinforced by molybdenum carbide (Mo₂C) nanoparticles. Wear, 520, 204683. DOI: 10.1016/j.wear.2023.204683
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Валерій ГОРДІЄНКО, Наталія ШАРКІНА
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
