Розробка спрямованого регулювання реологічних властивостей композиційних матеріалів кополімера етилену з вінілацетатом що не підтримують горіння
DOI:
https://doi.org/10.15587/2312-8372.2018.129699Ключові слова:
композиційні матеріали, кополімер етилену з вінілацетатом, наповнювачі-антипірени, реологічні властивостіАнотація
Об’єктом дослідження є реологічні процеси в’язкого плину полімерних композиційних матеріалів, які не підтримують горіння. Одним з найбільш проблемних питань, що виникають під час переробки полімерних композиційних матеріалів, є підвищена в’язкість, яка потребує збільшення напруг зсуву для досягнення заданої швидкості.З метою вирішення цієї проблеми розроблено метод спрямованого регулювання реологічних характеристик полімерних композицій за допомогою введення до їх складу модифікатора. Вивчено вплив модифікатора на процеси в’язкого плину композиційних матеріалів кополімеру етилену з вінілацетатом, які не підтримують горіння та наповнювачів-антипиренів. В дослідженнях використовували кополімер етилену з вінілацетатом. Вміст вінілацетату складає 18 % та 28 %; ППР 2,5 г/10 хв. та ППР 5 г/10 хв. Модифікатор – аміносилан. Наповнювачі-антипирени:
- тригідрати оксиду алюмінію з середнім діаметром часточок 1,5 мкм та 3,0 мкм;
- дигідрати оксиду магнію з середнім діаметром часточок 3,0 мкм та 3,7 мкм;
- гідромагнезит з середнім діаметром часточок 1,4 мкм.
Використовуючи метод капілярної віскозиметрії, визначено наступні характеристики: показник плинності розплаву, напруження зсуву, швидкість зсуву, ефективну в’язкість та енергію активації в’язкого плину. Показник плинності розплаву зменшується у разі використання наповнювачів-антипиренів з меншим середнім діаметром часточок. Показник плинності розплаву полімерної композиції з використанням наповнювачів-антипиренів різної хімічної природи та дисперсності підвищується під час введення модифікатора. Для тригідратів оксиду алюмінію в 2–8 рази, для дигідратів оксиду магнію в 2,2–3 рази, для гідромагнезитів в 2,0–2,2 рази. Напруження зсуву та ефективна в’язкість навпаки зменшується під час введення модифікатора в полімерну композицію.
Отримані результати дозволяють підвищувати продуктивність під час переробки розроблених матеріалів за рахунок зниження таких показників, як в’язкість, напруження зсуву, підвищення показників плинності розплаву та швидкості зсуву. Це в свою чергу позитивно вплине на зниження енергозатрат та терміну виготовлення кабельної продукції.
Результати будуть корисними під час розробки рецептур полімерних композицій для кабельної продукції та спрямованого регулювання технологічних показників під час їх переробки.
Посилання
- Peshkov, I. B. (2013). Materialy kabel'nogo proizvodstva. Moscow: Mashinostroenie, 456.
- Chang, D. Kh.; Vinogradov, G. V., Fridman, M. L. (Eds.). (1979). Reologiya v protsessakh pererabotki polimerov. Moscow: Khimiya, 368.
- Tirelli, D. (2013). Antipireny dlya kompozitov. The Chemical Journal, 1–2, 42–45.
- Obzor mineral'nykh antipirenov-gidroksidov dlya bezgalogennykh kabel'nykh kompozitsiy. (2009). Kabel'-news, 8, 41–43.
- Cardenas, M. A., Garcia-Lopez, D., Gobernado-Mitre, I., Merino, J. C., Pastor, J. M., Martinez, J. de D. et al. (2008). Mechanical and fire retardant properties of EVA/clay/ATH nanocomposites – Effect of particle size and surface treatment of ATH filler. Polymer Degradation and Stability, 93 (11), 2032–2037. doi:10.1016/j.polymdegradstab.2008.02.015
- Laoutid, F., Lorgouilloux, M., Lesueur, D., Bonnaud, L., Dubois, P. (2013). Calcium-based hydrated minerals: Promising halogen-free flame retardant and fire resistant additives for polyethylene and ethylene vinyl acetate copolymers. Polymer Degradation and Stability, 98 (9), 1617–1625. doi:10.1016/j.polymdegradstab.2013.06.020
- Formosa, J., Chimenos, J. M., Lacasta, A. M., Haurie, L. (2011). Thermal study of low-grade magnesium hydroxide used as fire retardant and in passive fire protection. Thermochimica Acta, 515 (1–2), 43–50. doi:10.1016/j.tca.2010.12.018
- Lujan-Acosta, R., Sanchez-Valdes, S., Ramirez-Vargas, E., Ramos-DeValle, L. F., Espinoza-Martinez, A. B., Rodriguez-Fernandez, O. S. et al. (2014). Effect of Amino alcohol functionalized polyethylene as compatibilizer for LDPE/EVA/clay/flame-retardant nanocomposites. Materials Chemistry and Physics, 146 (3), 437–445. doi:10.1016/j.matchemphys.2014.03.050
- Hoffendahl, C., Fontaine, G., Duquesne, S., Taschner, F., Mezger, M., Bourbigot, S. (2015). The combination of aluminum trihydroxide (ATH) and melamine borate (MB) as fire retardant additives for elastomeric ethylene vinyl acetate (EVA). Polymer Degradation and Stability, 115, 77–88. doi:10.1016/j.polymdegradstab.2015.03.001
- Fernandez, A. I., Haurie, L., Formosa, J., Chimenos, J. M., Antunes, M., Velasco, J. I. (2009). Characterization of poly(ethylene-co-vinyl acetate) (EVA) filled with low grade magnesium hydroxide. Polymer Degradation and Stability, 94 (1), 57–60. doi:10.1016/j.polymdegradstab.2008.10.008
- Hoffendahl, C., Duquesne, S., Fontaine, G., Taschner, F., Mezger, M., Bourbigot, S. (2015). Decomposition mechanism of fire retarded ethylene vinyl acetate elastomer (EVA) containing aluminum trihydroxide and melamine. Polymer Degradation and Stability, 113, 168–179. doi:10.1016/j.polymdegradstab.2014.09.016
- Zhang, J., Hereid, J., Hagen, M., Bakirtzis, D., Delichatsios, M. A., Fina, A. et al. (2009). Effects of nanoclay and fire retardants on fire retardancy of a polymer blend of EVA and LDPE. Fire Safety Journal, 44 (4), 504–513. doi:10.1016/j.firesaf.2008.10.005
- Chang, M.-K., Hwang, S.-S., Liu, S.-P. (2014). Flame retardancy and thermal stability of ethylene-vinyl acetate copolymer nanocomposites with alumina trihydrate and montmorillonite. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 20 (4), 1596–1601. doi:10.1016/j.jiec.2013.08.004
- Makarova, N. V. (2002). Statistika v Excel. Moscow: Finansy i statistika, 368.
- Malkin, A. Ya., Isaev, A. I. (2007). Reologiya. Kontseptsii, metody, prilozheniya. Moscow: Professiya, 560.
- Shakh, V.; Malkin, A. Ya. (Ed.). (2009). Spravochnoe rukovodstvo po ispytaniyam plastmass i analizu prichin ikh razrusheniya. Saint Petersburg: Nauchnye osnovy i tekhnologii, 732.
- Lipatov, Yu. S. (Ed.). (1977). Teplofizicheskie i reologicheskie kharakteristiki polimerov. Kyiv: Naukova dumka, 244.
- Mukhin, N. M. (2011). Opredelenie reologicheskikh i fiziko-mekhanicheskikh svoystv polimernykh materialov. Ekaterinburg: UGLTU, 33.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2018 Olena Chulieieva
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
