ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ ПОЛИЭТИЛЕНА НИЗКОЙ ПЛОТНОСТИ И ТЕРМОЗОЛЫ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ
Аннотация
В статье приводятся результаты исследования влияния концентрации и дисперсности термозолы бытовых отходов на физико-механические свойства композитов на основе полиэтилена низкой плотности. Термозола была получена в термопечи на Балаханском предприятии г. Баку при температуре 1200 °С. Исследовали такие свойства композитов, как предел текучести при растяжении, разрушающее напряжение, относительное удлинения, предел прочности на изгиб. Для изучения влияния дисперсности термозолы на свойства были получены три помола с размером частиц: 80-110 нм, 300-500 нм и 1200-2000 нм. Было установлено, что сравнительно высокими прочностными свойствами (разрушающее напряжение, предел текучести при растяжении, модуль упругости при изгибе) обладают нанокомпозиты полиэтилена низкой плотности с размером частиц 80-110 нм. Показано, что независимо от дисперсности частиц максимальное значение предела текучести при растяжении и разрушающего напряжения достигается у образцов, содержащих 10% масс. термозолы. Максимальное значение предела прочности на изгиб установлено у образцов с 20%масс. содержания термозолы. С целью улучшения совместимости компонентов в смеси полимер-наполнитель использовали компатибилизатор, представляющий собой привитой сополимер полиэтилена с малеиновым ангидридом марки Exxelor PO1040 с 5,6%масс. содержанием малеинового ангидрида. Согласно полученным данным, введение компатибилизатора способствовало существенному улучшению совместимости наполнителя с полимером, что выражалось в повышении прочностных свойств композитов. Дается теоретическое обоснование обнаруженным закономерностям в изменении физико-механических свойств композитов в зависимости от дисперсности и концентрации термозолы. ИК-спектральный анализ композитов показал характерные полосы поглощения термозолы в отдельности и в составе полиэтилена низкой плотности. Смещение полос поглощения в составе полимерной матрицы позволяло утверждать о вероятности физического взаимодействия макроцепей с поверхностью частиц термозолы. Приводятся результаты исследования показателя текучести расплава композитов. Установлено, что введение термозолы в ряде случаев приводит к повышению текучести расплава полимерных композитов.
Для цитирования:
Кахраманов Н.Т., Гасанова А.А., Аллахвердиева Х.В., Мустафаева Ф.А., Абдалова С.Р. Физико-механические свойства композитов на основе полиэтилена низкой плотности и термозолы бытовых отходов. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2022. Т. 65. Вып. 8. С. 125-133. DOI: 10.6060/ivkkt.20226508.6583.
Литература
Berlin A.A., Volfson S.A., Oshman V.G. Principles of obtaining composite materials. M.: Khimiya. 1990. 240 p. (in Russian).
Ashurov N.R., Dolgov V.V., Sadyikov Sh.G., Usmanova M.M. Ethylene polymer nanocomposites filled with layered aluminosilicates. Tashkent: «Fan». AN Uzbekistan. 2016. 183 p. (in Russian).
Atlukhanova L.B, Kozlov., G.V., Dolbin I.V. Interrelation between nanofiller structure and properties of polymer nano-composites: a fractal model. Materialovedenie. 2019. № 7. P. 19-22 (in Russian). DOI: 10.31044/ 1684-579Х-2019-0-7-19-22.
Aloev V.Z., Zhirikova Z.M., Tarchokova M.A. Efficiency of using different types of nanofillers in polymer composites. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2020. V. 63. N 4. P. 81-85 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20206304.6158
Arzumanova N.B., Kakhramanov N.T. Polymer nano-composites. Sumgayit: Izd-vo «Azeri». 2020. 256 p. (in Russian).
Kalistratova L.F., Egorova V.A. Ordering of the amorphous phase as one of the characteristics of the supramolecular structure of an amorphous-crystalline polymer. Materialovedenie. 2019. N 1. P. 3-8 (in Russian).
Petunova M.D., Ezernitskaya M.G., Piminova K.S., Kravchenko T.P., Aristov V.M., Matseevich T.A., Askadskiy A.A. Study of the properties of polymer-inorganic hybrid composites. Plast. Massy. 2018. N 3-4. P. 3-8 (in Russian).
Spiridonov A.M., Sokolova M.D., Ohlopkova A.A. Polymer composite materials based on ultra-high molecular weight polyethylene filled with organically modified zeolite. Vse materialy. Entsikl. sprav. 2019. N 8. P. 7-11 (in Rus-sian). DOI: 10.31044/1994-6260-2019-0-8-7-11.
Starokodomskiy D.L. Physical-mechanical properties and micro-nanostructure of epoxy composites filled with gypsum, chalk and cement. Kompozity Nanostr. 2018. V. 10. N 1. P. 39-51 (in Russian).
Kakhramanov N.T., Hasanova A.A., Mamedli U.M., Arzumanova N.B., Allahverdiyeva Kh.V. Technology of processing household waste and obtaining secondary poly-mers on their basis. Uch. Zapiski Aviats. Akad. 2019. V. 21. N 1. P. 36-43 (in Russian).
Mamedli U.M., Khasanova A.A., Mustafayeva F.A., Gadzhieva R.Sh., Kakhramanov N.T. Crystallization iso-therms of nanocomposites based on low-density polyethylene and household waste thermal ash. Plast. Massy. 2019. N 9-10. P. 49-51 (in Russian). DOI: 10.35164/0554-2901-2019-9-10-49-51.
Khasanova A.A. Physical-mechanical properties of compo-sites based on high-density polyethylene and household waste thermal ash. Materialovedenie. 2020. N 11. P. 27-30 (in Russian).
Evtushenko Yu.M., Rudakova T.A., Grigorev Yu.A. Ozerin A.N. Low pressure polyethylene modified with or-ganomontmorillonite. Vse materialy. Entsikl. sprav. 2018. N 8. P. 12-16 (in Russian). DOI: 10.31044/1994-6260-2018-0-8-12-16.
Allakhverdiyeva Kh.V., Kakhramanov N.T. Kinetic regularities of crystallization of metal-polymer composites based on copper and low-density polyethylene. Kompozity Nanostr. 2020. V.12. N 1(45). P. 8-13 (in Russian).
Simonov-Emelyanov I.D. Lattice parameters and structures of particulate-filled polymer composite materials with a controlled set of properties. Konstr. Kompoz. Mater. 2019. N 3. P. 37-46 (in Russian).
Petryuk I.P. Influence of the parameters of the dispersed structure on the content of the interfacial layer in filled polymers. Plast. Massy. 2014. N 5-6. P. 7-9 (in Russian).
Kakhramanov N.T., Bayramova I.V., Koseva N.S., Ga-dzhieva R.Sh. Physical-mechanical properties of composites based on vesuvian and ethylene-butylene copolymer. Perspektiv. Materialy. 2019. N 3. P. 47-53 (in Russian). DOI: 10.30791/1028-978X-2019-3-47-53.
Mashkov Yu.K., Kalistratova L.F., Kropotin O.V. De-velopment of methods for the formation of effective structural-phase states of polymer composites based on PTFE. Plast. Massy. 2017. N 3-4. P. 12-14 (in Russian).
Anour S., Abdalah K., Rabea E., Shalh A., Hassan E., Wael E. The influence of LDPE content on the mechanical properties of HDPE/LDPE blends. Res. Dev. Material Sci. 2018. V. 7. N. 5. P. 7. DOI: 10.31031/RDMS.2018.07.000672.
Avdeychik S.V., Goldale V.A., Struk V.A. Nanostate factor and technology of polymer nanocomposites. Plast. Massy. 2021. N 5-6. P. 13-17 (in Russian). DOI: 10.35164/0554-2901-2021-5-6-13-17.
Dolomatov M.Yu., Dezortsev S.V. Thermodynamics of a viscous state. Bashkir. Khim. Zhurn. 2010. V. 17. N 3. P. 67-71 (in Russian).
Kozlov G.V., Dolbin I.V. Transfer of mechanical stress from a polymer matrix to a nanofiller in particulate-filled systems. Materialovedenie. 2018. N 8. P. 23-28 (in Russian). DOI: 10.31044/1684-579Х-2018-0-8-23-27.
Maynikova N.F., Yarmizina A.Yu., Trofimov D.V., Kostromina N.V. Study of the influence of carbon nanofillers on the properties of composites based on polypropylene. Plast. Massy. 2020. N 3-4. P. 23-25 (in Russian). DOI: 10.35164/0554-2901-2020-3-4-23-25.
