ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ В СМЕСИ ПОЛИАРИЛАТА С ПОЛИАРИЛЕНЭФИРКЕТОНОМ ПРИ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЕРЕРАБОТКЕ

  • Anton E. Sorokin Всероссийский институт авиационных материалов
  • Alexander P. Krasnov Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН
  • Vera V. Shaposhnikova Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН
  • Sergey N. Salazkin Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН
  • Mikhail V. Gorshkov Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН
  • Alexander V. Naumkin Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН
Ключевые слова: полиариленэфиркетон, полиарилат, полимерные смеси, теплостойкость, совместимость

Аннотация

В работе рассмотрены способы модификации полиарилата на основе бисфенола А и смеси изо- и терефталевых кислот представителем перспективного класса полимеров – полиариленэфиркетоном. Проведены сравнительные термомеханические и термофрикционные испытания двух марок пролиариленэфиркетона на основе бисфенола А и 4,4’-дифторбензофенона (ПАЭК-32 и ПАЭК-34). Установлено, что наиболее подходящим для модификации полиарилата является ПАЭК-34, что подтверждается его более высокой температурой размягчения и стабильным коэффициентом трения при повышенных температурах. Проведено исследование термомеханических свойств и молекулярно-массового распределения аморфного полиариленэфиркетона до и после прессования. Установлено, что при переработке у полиариленэфиркетона ПАЭК-34 происходит возрастание молекулярной массы со 123 до 178 тыс. а.е.м с одновременным изменением характера молекулярно-массового распределения от бимодального к одномодальному. При этом наблюдается резкое снижение содержания низкомолекулярной фракции с 23,32 до 7,2 %. Проведено исследование теоретической совместимости полиариленэфиркетона ПАЭК-34 и полиарилата ДВ, основанное на теории растворимости веществ. По результатам расчетов установлено, что смеси этих полимеров совместимы при любом соотношении компонентов. Проведена оценка термомеханических характеристик полученных смесей на основе полиарилата и полиариленэфиркетона. Установлено, что рост теплостойкости смеси при переработке вызван межмолекулярным взаимодействием компонентов с образованием новых химических соединений, имеющих структуру сополимера блочного типа. Это подтверждается изменением характера молекулярно-массового распределения полимерной смеси при переходе температуры прессования от 260 °С к 300 °С. Установлено, что оптимальные условия реализации реакции образования блочного сополимера создаются при 300 °С.

Литература

Kablov E.N. Strategic directions for development of materials and processing technologies for the period until 2030. Aviacion. Mater. Tekhnol. 2012. N S. P. 7–17 (in Russian).

Kablov E.N. Innovative developments of FSUE “VIAM” on the implementation of “Strategic directions for development of materials and processing technologies for the period until 2030”. Aviacion. Mater. Tekhnol. 2015. N 1 (34). P. 3–33 (in Russian). DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.

Deev V.S., Kablov E.N., Kolbesch L.P., Chursova L.V. Scanning electron microscopy investigation of the deformation of microphase structure of polymers under mechanical stress. Trudy VIAM: electron. Scientific-technical. Journal. 2014. N 7. art.06 URL: http://www.viam-works.ru (the date of circulation is 02.07.2018). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-7-6-6 (in Russian).

Kablov E.N. Aviation materials science in the XXI century. Per-spectives and objectives. Aviacionn’ie materiali. Selected Proceed-ing of VIAM 1932–2002. М.: MISIS – VIAM. 2002. P.23-47 (in Russian).

Petrova G.Н., Rumyantzeva T.V., Beyder E.Ya. Influence of modifiers on flame retardancy and processing of polycarbonate. Trudy VIAM: electron. nauch.-tekhnich. zhurn. 2013. N 6. Art. 06 URL: http://www.viam-works.ru (the date of circulation is 02.07.2018). (in Russian).

Sorokin А.E., Krasnov A.P., Naumkin A.V., Zyuzina G.F, Shcheglov P.A. Study on tribological properties of polyarylate DV-FV system. J. Frict. Wear. 2016. V. 37. N. 6. P. 535-543. DOI: 10.3103/S1068366616060143.

Korshak V.V., Gribova I.А., Zuzina G.F., Slonymskii G. L., Komarova L.I., Soldatov E.S., Alekseev А.М., Chudynov М.G. On some pecularities of friction with blends of incompatible poly-mers. Trenie Iznos. 1984. V. 5. N 3. P. 389-395 (in Russian).

Bastida S., Eguiazabal J.I., Nazabal J. Improved compatibilization in ternary poly(ether imide)/polyarylate–rodrun blends by means of interchange reactions. Polymer. 2001. V. 42. N 7. P. 3161-3170.

Zyuzina G.F., Gribova A.A., Krasnov A.P., Slonimskii G.L., Askadskii A.A., Dubrovina L.V., Komarova L.I., Nikolskii O.G. Study of the structure and friction behavior of materials produced from blends of polyarylates and polycarbonates with limited compatibility. J. Frict. Wear. 2000. V. 21. N 2. P. 62-70.

Sorokin A.E., Bazhenova V.B., Klabukova L.F., Krasnov A.P. Friction in polymer blends based on DV polyarylate. Usp. Khim. Khim. Tekhnol. "MKHT-2013". 2013. N XXVII. P. 104-108 (in Russian).

Chun Y.S., Han Y.S., Hyun J.C., Kim W.N. Glass transition temperatures and rigid amorphous fraction of poly(ether ether ketone) and polyarylate blends. Polymer. 2000. V. 41. N 24. P. 8717-8720.

Pol D.R., Baknel K.B. Polymer blemds. Part I: Formulation. SPb.: scientific bases and technologies. 2009. 618 p.

Bertia C., Cellia A., Marchesea P., Sullaltia S., Vanninia M., Lo-renzettib C. Transamidations in melt-mixed MXD6 and PA6I-6T polyamides: 1. Determination of the degree of randomness and block length by 1H-NMR analysis. Eur. Polymer J. 2012. V. 48. N 11. P. 1923-1931.

Lake W.B. Kalakkunnath S. Kalika D.S. Crystallization, melting, and rheology of reactive polyamide blends. J. Appl. Polymer Sci. 2004. V. 94. N 3. P. 1245-1252.

Samperi F., Montaudo M.S., Battiato S., Carbone D., Puglisi C. Characterization of copolyesteramides from reactive blending of PET and MXD6 in the molten state. J. Polymer Sci. Part A: Polymer Chem. 2010. V. 48. N 22. P. 5135-5155.

Ryabev A.N., Donetskii K.I., Shaposhnikova V.V., Salazkin S.N., Dubrovina L.V., Bragina T.P., Tkachenko A.S. Homo- and copo-ly(arylene ether ketones) with side hydroxyl groups. Polymer Sci. Series B. 2009. V. 51. N 1-2. P. 27-32.

Shaposhnikova V.V., Salazkin S.N. Synthesis and properties of poly(arylene ether ketones). Izv..Akad. Nauk. Ser.Khim. 2014. V. 63. N 10. P. 2213-2223 (in Russian).

Shaposhnikova V.V., Salazkin S.N., Sergeev V.A., Blagodatkih I.V., Dubrovina L.V., Sakunts А.А., Pavlova С.-С. Features of the reaction of 4,4’-difluorobenzophenone with potassium 2,2-bis(4’-hydroxyphenyl)propane diphenolate. Russ. Chem. Bull. 1996. N 10. P. 2397-2401. DOI: 10.1007/BF01435391.

Bhatnagar N., Jha S., Bhowmik S. Application of high performance polymer - polyetheretherketones (PEEK) in aerospace industry. Inventi Rapid: Tech Research & Reviews, Inventi J. 2010. V. 1. N 1. Published on Web 18.09.2010.

Ascadskiy А.А., Khokhlov А.R. Introduction to physical chemistry of polymers М.: Nauchnii mir. 2009. 380 p. (in Russian).

Haibo X. Y., Wenhui Z., Yishan C., Shuling W., Guibin Z., Jiang W. Z. Crosslinkable fully aromatic poly(aryl ether ketone)s bearing macrocycle of aryl ether ketone. Polymer. 2007. V. 48. N 16. P. 4715-4722.

Ben-Haida A., Colguhoun H.M., Hodge Ph., Williams D.J. Cyclic oligomers of poly(etherketone) (PEK): synthesis, extraction from polymer, fractionation, and characterization of cyclic trimer, tetramer and pentamer. J. Mater. Chem. 2000. N 10. P. 2011-2016. DOI: 10.1039/B000738M.

Zolotukhin M.G., Colquhoun H.M., Sestiaa L.G., Williams D.J., Rueda D.R., Flot D. Formation of crystalline macrocyclic phases during electrophilic precipitation–polycondensation syntheses of poly(arylene ether ketone)s. Polymer. 2004. V. 45. N 3. P. 783-790.

Sorokin A.E., Krasnov A.P., Ziuzina G.F., Shcheglov P.A., Afonicheva O.V., Bazhenova V.B., Klabukova L.F. Investigation of the storing process of thermoplastic polyarylate. Plast. Massy. 2013. N 3. P. 51-55 (in Russian).

Опубликован
2019-08-20
Как цитировать
Sorokin, A. E., Krasnov, A. P., Shaposhnikova, V. V., Salazkin, S. N., Gorshkov, M. V., & Naumkin, A. V. (2019). ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ В СМЕСИ ПОЛИАРИЛАТА С ПОЛИАРИЛЕНЭФИРКЕТОНОМ ПРИ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЕРЕРАБОТКЕ. ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. СЕРИЯ «ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ», 62(8), 147-154. https://doi.org/10.6060/ivkkt.20196208.5890
Раздел
ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ неорг. и органических веществ, теоретические основы