Дослідження впливу наповнювачів на стійкість кремнійорганічних полімерів до дії високих температур

Анотація

Об'єктом дослідження є кремнійорганічні лаки, такі як поліметилфенілсилоксановий та поліалюмометилфенілсилоксановий, наповнені модифікованими глинистими мінералами. Найбільш уразливим місцем кремнійорганічного покриття є недостатні механічні властивості (твердість, міцність на удар тощо) та низька адгезійна міцність плівки до поверхні, особливо при експлуатації при підвищених температурах. Для поліпшення зазначених властивостей у кремнійорганічні композиції вводять різні оксиди, керамічні склади, природні й синтетичні силікатні матеріали. Хоча спектр таких матеріалів досить широкий, але комплексно поліпшувати як механічні, так і термостійкі властивості кремнійорганічних сполук можуть тільки окремі одиниці.

В ході дослідження як наповнювачі використовувалися глинисті мінерали палигорськіт, який відносять до проміжного типу між стрічковими та шаруватими силікатами та монтморилоніт з підкласу шаруватих силікатів, що мають природну високу дисперсність.

Вибір саме палигорськіту та монтморилоніту пояснюється достатнім дослідженням їх поведінки в органічних середовищах рядом науковців, доступністю та економічними перевагами для впровадження у виробництво. Існуючі глинисті мінерали, що традиційно використовуються для вирішення проблеми підвищення фізико-механічних властивостей кремнійорганічних покриттів, є недостатньо активними, внаслідок гідрофільних властивостей поверхні частинок. Виходячи з цього, для дослідження було застосовано модифікатор, що гарно себе зарекомендував в цій сфері.

Отримано ряд композицій термостійких кремнійорганічних лаків з модифікованими наповнювачами на основі вищевказаних глинистих мінералів. Встановлено, що введення модифікованих форм природних алюмосилікатів сприяє підвищенню температурного опору у наповнених покриттях, у порівнянні з покриттями з чистого полімеру. При цьому кращий ефект досягається при застосуванні монтморилоніту. Це пов'язано з тим, що запропоновані композиції поліметилфенілсилоксанового лаку та монтморилоніту мають ряд особливостей, зокрема найвищий комплексний результат одночасного покращення фізико-механічних та термічних властивостей означених покриттів.

Завдяки введенню оптимальної кількості модифікованого монтморилоніту в кремнійорганічні лаки КО-08К і КО-921 забезпечується можливість отримання композицій з стабільними фізико-механічними властивостями, оскільки вони витримували без видимих змін цілісності термообробку при 400 °С протягом 100 годин. У порівнянні з аналогічними термостійкими поліметилфенілсилоксановими лаками це забезпечує більші терміни експлуатації при підвищених температурах.