Интересным представлялось рассмотрение и пылевидных древесных отходов производства мебели из древесно-стружечных плит, содержащих до 3,5 масс.% карбамидного полимера (модифицированная древесная мука), являющихся технологическим отходом плит, имеющих размер частиц от 5 до 10 мкм и содержащих до 10 мас.% волокнистых включений размером 300-400 мкм. При производстве древесно-стружечных плит возможно химическое взаимодействие активных NH-групп карбамидной смолы с ОН-группами компонентов древесины. Использование древесных частиц, содержащих карбамидный полимер, должно способствовать повышению термостабильности ПВХ-композиций, так как азотсодержащие соединения, особенно низкой основности, в небольших количествах проявляют стабилизирующее действие.
Таким образом, рассматрены древесные наполнители, модифицированные физическим (УДД) и химическим (древесная мука и карбамидная смола) методами.
К перспективным отходам органической природы относится также пробковая мука (в виде крошки коры пробкового дуба). Это отход обувного производства, в частности, ортопедического. В составе отходов фракция размером менее 500 мкм составляет до 25 масс.%. Именно эта фракция и использована для наполнения ПВХ. В состав пробки входят спирты и фенолы, карбонилы, мочевина, аминокислоты, вторичные амины, метилкетоны, то есть вещества, которые являются активными по отношению к ПВХ.
Для достижения поставленной в работе цели - создания эффективных полимерных материалов строительного назначения на основе ПВХ и для выявления общих закономерностей изменения технологических и эксплуатационных свойств ПВХ-композиций в каждом конкретном случае варьировались основные параметры структуры модификаторов-наполнителей на разных уровнях, которые определены нами, как наиболее значимые.
В случае БСП - это природа минеральной части и содержание битумной компоненты, а также фракционный состав битума, включающий масла, смолы и асфальтены. Пробы ЦСП отличались разным содержанием породообразующего минерала - клиноптилолита. Кроме того, проведено обогащение пород разными способами. Пробы ГСП для наполнения ПВХ-композиций использовались как в исходном, так и обожженном виде (при разных температурно-временных условиях) с целью создания широкой цветовой гаммы изделий.
Пробы бегхаузной пыли использовались разного химического состава и дисперсности. При рассмотрении вспученного перлитового песка основное внимание уделялось изменению дисперсности и пористости частиц.
Переработанные методом УДД опилки в проводимых исследованиях отличались содержанием ПЭ, дисперсностью, формой и структурой частиц, их однородностью и степенью агломерирования. Древесная мука, модифицированная карбамидной смолой, использовалась разной дисперсности и с разной степенью содержания карбамидной смолы. Пробы пробковой муки отличались характером пористой структуры, соответственно, разной степень сорбционной активности по отношению к хлористому водороду и пластификатору. Использованные в работе технические лигнины отличались различным функциональным и вещественным составом, дисперсностью.
Таковыми были предварительные аргументы, положенные в основу выбора и изучения в составе ПВХ рассматриваемых видов пород и техногенных отходов. Оценка эффективности многофункционального модифицирования рекомендуемыми наполнителями проведена по основным технологическим и эксплуатационным показателям ПВХ-материалов.
В большинстве случаев использования рассматриваемых модификаторов-наполнителей выявлено повышение термостабильности композиций. Это, пожалуй, самый интересный и важный факт, предполагаемый, а впоследствии в результате исследований и подтвержденный нами, как на пластифицированных, так и на жестких ПВХ-материалах. В целом, выявлено и повышение долговечности материалов по данным климатических испытаний. Повышение термостабильности ПВХ-композиций при введении модификаторов возможно по двум механизмам:
1. химический, как результат связывания хлористого водорода компонентами стабилизирующей системы или взаимодействия с лабильными группами макромолекул ПВХ;
2. физический вследствие удаления выделяющегося хлористого водорода из системы, например, как результат адсорбции наполнителем, или за счет эффекта «эхо»-стабилизации в пластифицированных материалах.
Другой принципиальной важной особенностью использованных нами наполнителей является выявленное в области оптимальных концентраций снижение вязкости расплавов.
Говоря о влиянии рассматриваемых нами наполнителей на термостабильность и перерабатываемость ПВХ-материалов, улучшение которых является приоритетной задачей при их создании, можно сказать, что все они в целом удовлетворяют поставленным требованиям. При введении рассматриваемых наполнителей достигается одновременное улучшение термостабильности и перерабатываемости. Введение рассматриваемых нами наполнителей приводит также и к улучшению целого ряда эксплуатационных свойств, в частности деформационно-прочностных, водостойкости, снижения миграции пластификатора, повышения теплостойкости, снижения теплопроводности и т.д.
строительный полимер поливинилхлорид пластмасса
Список литературы
1. Липатов Ю.С. Физико-химия наполненных полимеров.- Киев: Наукова думка, 1967.- 234 с.
2. Липатов Ю.С. Физическая химия наполненных полимеров.- М.: Химия, 1977.- 304 с.
3. Липатов Ю.С. Коллоидная химия полимеров.- Киев: Наукова думка. 1984.-344 с.
4. Ениколопов Н.С., Вольфсон С.А. Получение и свойства наполненных термопластов. -Пластические массы. 1978.- №1. С.39-40.
5. Липатов Ю.С. Межфазные явления в полимерах. - Киев: Наукова думка, 1980 - 259 с.
6. Соломко В.П. Наполненные кристаллические полимеры.- Киев: Наукова думка, 1980.-264 с.
7. Липатов Ю.С., Привалко В.П. О критериях понятия «высоконаполненный полимер» //Высокомолек. Соед., 1984.- Т.26А. №4.- С.257-260.
8. Липатов Ю.С., Сергеева Л.М. Адсорбция полимеров.- Киев: Наукова думка, 1972.- 196 с.
9. Тростянская Е.Б. Наполнители полимерных материалов.- М.:Химия, !969.- С.3-8.
10. Липатов Ю.С. Механизм усиливающего действия наполнителей // в кн. : Композиционные полимерные материалы. Киев.: Наукова думка, 1975.- С.75-82.
11. Русанов А.И. Фазовые равновесия и поверхностные явления. - Л.: Химия, 1967.-386 с.
12. Малинский Ю.М. О влиянии твердой поверхности на процессы релаксации и структурообразования в пристенных слоях полимеров. - Успехи химии, 1970, Т.39.- С. 1511-1535.
13. Липатов Ю.С., Фабуляк Ф.Г., Сусло С.А. О существовании в поверхностном слое полимера плотноупакованного и рыхлого слоев. - Докл. АН УССР, 1979. - Сер.Б.- №10.- С.834-838.
14. Усиление эластомеров /Под ред. Дж. Краусса.- М.: Химия, 1968.- 484 с.
15. Воюцкий С.С., Ягнатинская С.М. О роли адгезии в усилении эластомеров.- / В кн. Успехи коллоидной химии.- М.: Наука, 1973.- С.339-347.
16. Ренер Д. Природа связей полимер - наполнитель и их роль в усилении. - В кн. Усиление эластомеров / под ред. Дж. Краусса. М.: Химия, 1968. С.141-168.
17. Кулезнев В.Н. Смеси полимеров.- М.: Химия, 1980.- 304 с.
18. Бобрышев А.Н., Соломатов В.И., Козомазов В.Н. решетчатая структура композитов //Изв. вузов. Строительство, 1994.-№5-6.-С.25-29.
19. Симонов-Емельянов И.Д., Кулезнев В.Н. Трофимичева Л.З. Влияние размера частиц наполнителя на некоторые характеристики полимеров // Пластические массы. - 1989.- №5.- С.61-64.
20. Дувакина Н.И., Ткачева Н.И. Выбор наполнителей для придания специальных свойств полимерным материалам /Пластические массы.- 1989. № 11. - С.46-48.
21. Рафиков М.Н., Гузеев В.В., Малышева Г.П. Об оценке толщины полимерного слоя, адсорбированного наполнителем // Высокомолек. соед. 1979, Т. 13А.-№11.- С.2625-2626.
22. Липатов Ю.С. Структура, свойства наполненных полимерных систем и методы их оценки. - Пластические массы. - 1976. - №11.- С.6-11.
23. Ребиндер П.А. Адсорбционные слои и их влияние на свойства дисперсных систем /\ Изв. АН СССР. Сер. Химия., 1936, - №5.- С.639-678.
24. Малкин А.Я. Реология наполненных полимеров - в кн. Композиционные полимерные материалы. Киев.: Наукова думка., 1975.- С.60-74.
25. Хархардин А.Н. Реология наполненных полимерных систем // Пластические массы., 1984. - №8. - С. 40-43.
26. Симонов-Емельянов И.Д. Принципы создания и переработки полимерных композиционных материалов дисперсной структуры // Пластические массы. - 2005. -№ 1. - С.11-16.
27. Брык М.Т. Деструкция наполненных полимеров. М.; Химия, 1989.- 192 с.
28. Минскер К.С., Федосеева. Г.Т. Деструкция и стабилизация поливинилхлорида. М.: Химия. 1979. 272 с.
29. Гузеев В.В., Малинский Ю.М., Рафиков М.Н., Малышева Г.П., Ковальчук В.С. Влияние аэросила на свойства пластифицированного поливинилхлорида // Пластические массы.- 1969.- № 2.- С.60-62.
30. Гузеев В.В., Шкаленко Ж.И., Малинский Ю.М., Каргин В.А. Термодинамика деформации пластифицированного поливинилхлорида, наполненного аэросилом и каолином //Высокомолек. соед. Том (А) XIII.- 1971.- № 4.- С.958-965.
31. Гузеев В.В., Шкаленко Ж.И., Малинский Ю.М. Термодинамика высокоэластической деформации наполненного поливинилхлорида // Высокомолек. соед. Том (А) XXIII.- 1981.- № 1.- С.161-169.
32. Гузеев В.В., Белякова Л.К., Юшкова С.М., Бессонов Ю.С., Тагер А.А. Влияние наполнителей на температуру стеклования ПВХ //Пластические массы. - 1981.- № 7.- С.16-17.
33. Галимов Э.Р., Дмитриев В.П., Низамов Р.К. Пленочные материалы на основе ПВХ и гидролизного лигнина. // Пластические массы.- 1991.- № 3.- С.43-44.
34. Галимов Э.Р., Низамов Р.К., Евдокимов И.В., Гильфанов Р.М., Дмитриев В.П. Оптимизация состава и свойств композиционных материалов на основе ПВХ с использованием методов математического планирования эксперимента // Пластические массы.- 1991.- № 4.- С.48-50.
35. Галимов Э.Р., Низамов Р.К., Дмитриев В.П. Термомеханические свойства ПВХ, наполненного техническими лигнинами. // Пластические массы.- 1991.- № 6.- С.17-18.