Вплив модифікатора на теплофізичні властивості пожежобезпечних композиційних матеріалів кополімеру етилену з вінілацетатом
DOI:
https://doi.org/10.15587/2312-8372.2018.150294Ключові слова:
композиційні матеріали, вплив модифікатора, кополімер етилену з вінілацетатом, наповнювачі-антипірени, теплофізичні властивостіАнотація
Об’єктом дослідження є теплофізичні процеси пожежобезпечних композиційних матеріалів кополімеру етилену з вінілацетатом, до складу яких входять наповнювачі-антипірени та модифікатор. З метою забезпечення показників негорючості полімерні композиції мають високий ступень наповнення до 60 % мас. Використовували полімерну матрицю – кополімер етилену з вінілацетатом. Неорганічні наповнювачі-антипірени – тригідрат оксиду алюмінію з середнім діаметром часточок 1,5 мкм та 3,0 мкм, дигідрат оксиду магнію з середнім діаметром часточок 3,0 мкм та 3,7 мкм та гідромагнезит з середнім діаметром часточок 1,4 мкм. Одним з найбільш проблемних місць є процес переробки таких композицій.
В ході дослідження використовували модифікатор аміносилан. Використовуючи метод термогравіметричного аналізу та диференційної скануючої калориметрії TGA/DSC, визначено температури плавлення та розкладу, ступень кристалічності, питому теплоємність, втрату маси.
Отримані результати показують, що температури плавлення знижуються з підвищенням вмісту модифікатора для всіх зразків. Суттєве зниження температури плавлення спостерігається за умови використання наповнювачів з більшим середнім діаметром часточок. Температура початку розкладу збільшується для всіх полімерних композицій, до яких введено модифікатор. Ступінь кристалічності збільшується зі зростанням вмісту модифікатора полімерних композицій. Питома теплоємність всіх полімерних композицій підвищується зі збільшенням кількості модифікатора. Це пов’язано з впливом наповнювачів-антипіренів та модифікатору на формування структури полімерних композицій.
Завдяки цьому забезпечується можливість зниження температури плавлення на 1,2–16,2 градусів в залежності від хімічного складу та дисперсності наповнювачів антипіренів в присутності модифікатору. Збільшується ступень кристалічності та підвищується питома теплоємність зі збільшенням вмісту модифікатору. Значно підвищуються від 20 до 45 градусів температури початку розкладу полімерних композицій.
Отримані результати будуть корисними під час розробки пожежобезпечних рецептур полімерних композицій для кабельної продукції, враховуючи їх теплофізичні показники.
Посилання
- Peshkov, I. B. (2013). Materialy kabel'nogo proizvodstva. Moscow: Mashinostroenie, 456.
- Chulieieva, O. (2017). Development of directed regulation of rheological properties of fire retardant composite materials of ethylene vinyl acetate copolymer. Technology Audit and Production Reserves, 2 (1 (40)), 25–31. doi: http://doi.org/10.15587/2312-8372.2018.129699
- 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.
- Ableev, R. (2009). Aktual’nye problemy v razrabotke i proizvodstve
- negoryuchikh polimernykh kompaundov dlya kabel’noy industrii.
- Kabel’-news, 6-7, 64–69.
- Cárdenas, M. A., García-López, D., Gobernado-Mitre, I., Merino, J. C., Pastor, J. M., Martínez, 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: http://doi.org/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: http://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2013.06.020
- Lujan-Acosta, R., Sánchez-Valdes, S., Ramírez-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: http://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2014.03.050
- 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: http://doi.org/10.1016/j.tca.2010.12.018
- Sonnier, R., Viretto, A., Dumazert, L., Longerey, M., Buonomo, S., Gallard, B. et. al. (2016). Fire retardant benefits of combining aluminum hydroxide and silica in ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA). Polymer Degradation and Stability, 128, 228–236. doi: http://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2016.03.030
- 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: http://doi.org/10.1016/j.jiec.2013.08.004
- Jeencham, R., Suppakarn, N., Jarukumjorn, K. (2014). Effect of flame retardants on flame retardant, mechanical, and thermal properties of sisal fiber/polypropylene composites. Composites Part B: Engineering, 56, 249–253. doi: http://doi.org/10.1016/j.compositesb.2013.08.012
- Valadez-Gonzalez, A., Cervantes-Uc, J., Olayo, R., Herrera-Franco, P. (1999). Chemical modification of henequén fibers with an organosilane coupling agent. Composites Part B: Engineering, 30 (3), 321–331. doi: http://doi.org/10.1016/s1359-8368(98)00055-9
- Jesionowski, T., Pokora, M., Tylus, W., Dec, A., Krysztafkiewicz, A. (2003). Effect of N-2-(aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane surface modification and C.I. Acid Red 18 dye adsorption on the physicochemical properties of silica precipitated in an emulsion route, used as a pigment and a filler in acrylic paints. Dyes and Pigments, 57 (1), 29–41. doi: http://doi.org/10.1016/s0143-7208(03)00006-8
- Juvaste, H., Iiskola, E. I., Pakkanen, T. T. (1999). Aminosilane as a coupling agent for cyclopentadienyl ligands on silica. Journal of Organometallic Chemistry, 587 (1), 38–45. doi: http://doi.org/10.1016/s0022-328x(99)00264-8
- STARe thermal analysis system, operating instructions to the TGA/DSC1 (2007). Switzerland, Mettler Toledo AG.
- Makarova, N. V., Trofimets, V. Ya. (2002). Statistika v Excel. Moscow: Finansy i statistika, 368.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2018 Olena Chulieieva, Volodymyr Zolotaryov
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.
