НОВЫЕ ТЕРМОЭЛАСТОПЛАСТЫ НА ОСНОВЕ ПВДФ/КАУЧУК СКФ-32: ВЛИЯНИЕ СОСТАВА НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА
Аннотация
В работе исследованы смесевые термоэластопласты на основе фторкаучука СКФ-32 и поливинилиденфторида (содержание поливинилиденфторида от 30 до 70% относительно каучука), полученные с использованием роторного микросмесителя типа Brabender, которые могут выступать альтернативой традиционным масло-бензостойким резинам на основе бутадиен-нитрильных каучуков и могут быть использованы для производства рукавов, шлангов и трубок для перекачки агрессивных жидкостей и газов, изоляции проводов и кабелей, емкостей для хранения горючего, клапанов и др. Для полученных материалов могут быть использованы традиционные методы переработки пластмасс. В полученных композициях с ростом содержания поливинилиденфторида отмечается увеличение доли кристаллической фазы, что подтверждено данными ИК-Фурье-спектроскопии и дифференциальной сканирующей калориметрии. Показано, что с ростом содержания ПВДФ значения твердости и прочности композиций увеличиваются, при этом полученные значения напряжения при разрыве для композиций, содержащих 50% и более ПВДФ выше, чем для традиционной масло-бензостойкой резины ИРП 1078. Подтверждено, что полученные композиции обладают высокой стойкостью к действию бензина АИ-92, серной кислоты концентрацией 80%, натрия гидроокиси концентрацией 50% и масла И-40, а также сохраняют свои физико-механические свойства даже после трех циклов повторной переработки. Для композиции, в которой соотношение термопласт : эластомер составляло 1:1, была проведена вулканизация с использованием перекисной вулканизующей системы в различных дозировках. Протекание динамической вулканизации подтверждено снижением степени набухания полученных композиций в растворителях с ростом содержания вулканизующего агента. Динамическая вулканизация с использованием перекиси в качестве вулканизующего агента не привела к существенному возрастанию физико-механических показателей, но при этом обеспечила рост агрессивостойкости для полученного материала.
Для цитирования:
Широкова Е.С., Фомин С.В., Морозова З.А., Гринченко А.И., Бузник В.М. Новые термоэластопласты на основе ПВДФ/каучук СКФ-32: влияние состава на технологические и эксплуатационные свойства. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 3. С. 111-118. DOI: 10.6060/ivkkt.20246703.6930.
Литература
Novitskaya S.P., Nudelman Z.N., Dontsov A.A. Fluoro-elastomers. M.: Khimiya, 1988. 240 p. (in Russian).
Nudelman Z.N. Fluororubber: basics, processing, application. M.: PIF RIAS. 2007. 384 p. (in Russian).
Introduction to Fluoropolymers: Materials, Technology and Applications. Ed. by S. Ebnesajjad. Amsterdam: Wil-liam Andrew. 2013. 325 p.
Ebnesajjad S., Khaladkar P.R. Fluoropolymer Applications in the Chemical Processing Industries: The Defini-tive User's Guide and Handbook. Amsterdam: William Andrew. 2018. 436 p.
Celina M.C. Review of polymer oxidation and its relationship with materials performance and lifetime prediction. Polym. Degrad. Stab. 2013. V. 98. N 12. P. 2419-2429. DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2013.06.024.
Drobny J.G., Ebnesajjad S. Chapter16. Fluoroelastomers. Introduction to Fluoropolymers: Materials, Tech-nology and Applications. Amsterdam: William Andrew. 2021. P. 271-319. DOI: 10.1016/B978-0-12-819123-1.00016-1.
TU 38 0051166-2015. Rubber compounds for the rubber products of aircraft: approved 01.04.2015 / AOOT “NIIEMI”. 213 p. (in Russian).
Ushmarin N.F., Egorov E.N., Kol’tsov N.I. Influence of microspheres on properties of aggressive resistant rub-bers. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2021. V. 64. N 2. P. 49-55 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20216402.6165.
Schuster J., Lutz J., Shaik Y.P., Yadavalli V.R. Recy-cling of fluoro-carbon-elastomers – A review. Adv. Ind. Eng. Polym. Res. 2022. V. 5. N 4. P. 248-254. DOI: 10.1016/ j.aiepr.2022.08.002.
Holden G., Krickeldorf H.R., Quirk R.P. Thermoplastic elastomers. Saint Petersburg: Professiya. 2011. 720 p. (in Russian).
van Duin M. Recent developments for EPDM-based thermoplastic vulcanisates. Macromol. Symp. 2006. V. 233. N 1. P. 11-16. DOI: 10.1002/masy.200690006.
Naskar K. Thermoplastic elastomers based on PP/EPDM blends by dynamic vulcanization. Rubber Chem. Technol. 2007. V. 80. I. 3. P. 504-519. DOI: 10.5254/1.3548176.
Babu R.R., Naskar K. Recent developments on thermo-plastic elastomers by dynamic vulcanization. Advanced Rubber Composites. Belin, Heidelberg: Springer-Verlag. 2011. P. 219-247. DOI: 10.1007/12_2010_97.
Wu H., Tian M., Zhang L. New understanding of morphology evolution of thermoplastic vulcanizate (TPV) during dynamic vulcanization. ACS Sustaiт. Chem. Eng. 2015. V. 3. N 1. P. 26-32. DOI: 10.1021/sc500391g.
Banerjee S.S., Bhowmick A.K. Novel Nanostructured Polyamide 6/Fluoroelastomer Thermoplastic Elastomeric Blends: Influence of Interaction and Morphology on Physical Properties. Polymer. 2013. V. 54. N 24. P. 6561-6571. DOI: 10.1016/j.polymer.2013.10.001.
Banerjee S.S., Bhowmick A.K. Dynamic vulcanization of novel nanostructured polyamide 6/ fluoroelastomer thermoplastic elastomeric blends with special reference to morphology, physical properties and degree of vulcanization. Polymer. 2015. V. 57. P. 105-116. DOI: 10.1016/j.polymer. 2014.12.016.
Zhou Z., Zhang X., Zhang W. Microstructure and properties of solvent-resistant fluorine-contained thermo-plastic vulcanizates prepared through dynamic vulcanization. Mater. Des. 2013. V. 51. P. 658-664. DOI: 10.1016/j.matdes.2013.04.070.
Wang Y., Gong Z., Xu C., Chen Y. Poly (vinylidene fluoride)/fluororubber/silicone rubber thermoplastic vul-canizates prepared through core-shell dynamic vulcanization: Formation of different rubber/plastic interfaces via controlling the core from “soft” to “hard”. Mater. Chem. Phys. 2017. V. 195. P. 123-131. DOI: 10.1016/j.matchemphys.2017.04.016.
Wang Y., Jiang X., Xu C., Chen Z. Effects of partial replacement of silicone rubber with flurorubber on prop-erties of dynamically cured poly(vinylidene fluoride)/silicone rubber/flurorubber ternary blends. Polym. Test. 2013. V. 32. N 8. P. 1392-1399. DOI: 10.1016/j.polymertesting.2013.09.004.
Petrova G.N., Perfilova D.N., Starostina I.V., Sapego Yu.A. Research of ways of combination polyurethane thermoplastics with fluoropolymers. Tr. VIAM. 2019. N 7(79). P. 12-25 (in Russian). DOI: 10.18577/2307-6046-2019-0-7-12-25.
Gryaznov V.I., Petrova G.N., Yurkov G.Yu., Bouznik V.M. Thermoplastic mixtures with special properties. Aviats. Mater. Technol. 2014. N 1(30). P. 25-29 (in Russian).
Guo Y., Tian H., Li X. Preparation of FKM/EFEP thermoplastic vulcanizate with excellent heat and oil re-sistance, gas barrier property and recyclability. Polymer. 2022. V. 262. Art. 125429. DOI: 10.1016/j.polymer.2022.125429.
Zhang X., Lang W.-Z., Xu H.-P. Improved performances of PVDF/PFSA/O-MWNTs hollow fiber membranes and the synergism effects of two additives. J. Membr. Sci. 2014. V. 469. P. 458-470. DOI: 10.1016/j.memsci.2014.07.009.
Li X., Liu H., Xiao C. Effect of take-up speed on polyvinylidene fluoride hollow fiber membrane in a thermally induced phase separation process. J. Appl. Polym. Sci. 2013. V. 128. N 2. P. 1054–1060. DOI: 10.1002/app.37919.
van Krevelen D.W. Properties of polymers: their correlation with chemical structure; their numerical estimation and prediction from additive group contributions. Elsevier. 2009. 1004 p.
Spear M.J., Eder A., Carus M. Chapter 10. Wood polymer composites. Wood Composites. Woodhead Publ. 2015. P. 195-249. DOI: 10.1016/B978-1-78242-454-3.00010-X.
Martins P., Lopes A.C., Lanceros-Mendez S. Electroac-tive phases of poly(vinylidenefluoride): Determination, processing and applications. Prog Polym. Sci. 2014. V. 39. N 4. P. 683-706. DOI: 10.1016/j.progpolymsci.2013.07.006.
Jahan N., Mighri F., Rodrigue D., Ajji A. Enhanced electroactive β phase in three phase PVDF/CaCO3/nanoclay composites: Effect of micro-CaCO3 and uniaxial stretching. J. Appl. Polym. Sci. 2017. V. 134. N 24. DOI: 10.1002/ app.44940.
Gregorio R., Borges D. Effect of crystallization rate on the formation of the polymorphs of solution cast poly(vinylidene fluoride). Polymer. 2008. V. 49. N 18. P. 4009-4016. DOI: 10.1016/j.polymer.2008.07.010.
Drobny J.G. Handbook of Thermoplastic Elastomers. Amsterdam: William Andrew. 2014. 441 p. DOI: 10.1016/ C2013-0-00140-5.
Ning N., Li Sh., Wu H. Preparation, microstructure, and microstructure-properties relationship of thermoplastic vulcanizates (TPVs): A review. Prog. Polym. Sci. 2018. V. 79. P. 61-97. DOI: 10.1016/j.progpolymsci.2017.11.003.
