ВЛИЯНИЕ ПОЛИХЛОРИРОВАННЫХ н-АЛКАНОВ НА ХИМИЧЕСКУЮ СТРУКТУРУ, МЕХАНИЧЕСКИЕ И ТЕРМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БЛОК-СОПОЛИМЕРОВ СТИРОЛА И БУТАДИЕНА
Аннотация
Создание новых функциональных материалов на основе модифицированных широко применяемых отечественных бутадиен-стирольных блок-сополимеров позволит получить материалы с повышенной бензомаслостойкостью, теплостойкостью, светостойкостью, озоностойкостью, а также улучшенными адгезионными свойствами. Галогенирование термоэластопластов будет способствовать повышению их совместимости с полярными полимерами. В данной работе рассматривалось влияние хлорпарафина на свойства стирол-бутадиен-стирольного блок-сополимера. Хлорпарафины (ХП) представляют собой сложную смесь полихлорированных н-алканов и могут быть использованы в качестве галогенсодержащего модификатора термопластичного эластомера для повышения его прочностных и термических свойств. Композиционные материалы на основе стирол-бутадиен-стирольного блок-сополимера (СБС) с различным количеством хлорпарафина были получены с помощью метода растворного смешения. Анализ спектров НПВО/Фурье-ИК исходного СБС и композитов СБС/ХП показал появление новых характеристических полос поглощения на 1260, 1090, 1020 и 800 см-1. С увеличением количества введенного хлорпарафина отношение оптических плотностей между полосой, связанной с колебаниями связи C-Cl, и колебаниями стирольного блока существенно увеличивается. Исследование показало, что количество хлорированного парафина сильно влияет на конкретные свойства исследуемого термоэластопласта. Установлено, что хлорпарафин повышает термостабильность композитов. Температура начала разложения увеличилась до 262 °С (увеличение на 57 °С), а максимальная температура разложения немного повысилась с 463 до 467 °С. Проведена сравнительная оценка влияния концентрации хлорпарафина на химическую структуру и прочностные свойства стирол-бутадиен-стирольных сополимеров. Установлено, что композиты СБС с 5 м.ч. ХП характеризуются улучшенными прочностными свойствами в сравнение с исходным образцом СБС.
Для цитирования:
Сухарева К.В., Булучевская А.Д., Беседина В.О., Грошева Ю.В., Люсова Л.Р., Попов А.А. Влияние полихлорированных н-алканов на химическую структуру, механические и термические свойства блок-сополимеров стирола и бутадиена. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 6. С. 100-108. DOI: 10.6060/ivkkt.20246706.6973.
Литература
Guvalov A.A., Mamedov A.D., Kakhramanov N.T. Effect of modificators on the properties of bitumen and asphalt concrete. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2021. V. 64. N 10. P. 98104. DOI: 10.6060/ivkkt.20216410.6383.
Gopinath S., Radhakrishnan N.P., Mathew S. Study on thermal and mechanical properties of SBS/PCL based thermo-responsive shape memory polymer nanocomposite actuator. Mater. Today: Proc. 2020. V. 24. P. 1742–1748. DOI: 10.1016/j.matpr.2020.03.598.
Alshammari B.A., Alsuhybani M.S., Almushaikeh A.M. Comprehensive review of the properties and modifications of carbon fiberreinforced thermoplastic composites. Polymers. 2021. V. 13(15). 2474. DOI: 10.3390/polym13152474.
Yasar M., Bayram G., Celebi H. Effect of carbon black and/or elastomer on thermoplastic elastomer-based blends and composites. AIP Conf. Proc. 2015. V. 1664. 120003. DOI: 10.1063/1.4918493.
Chen C.-M., Chang H.-L., Lee C.-Y. The dynamic properties at elevated temperature of the thermoplastic polystyrene matrix modified with nano-alumina powder and thermoplastic elastomer. Polymers. 2022. V. 14(16). 3319. DOI: 10.3390/ polym14163319.
Tomacheski D., Pittol M., Simões D.N. Influence of natural ageing on mechanical, thermal and antimicrobial properties of thermoplastic elastomers containing silver nanoparticles and titanium dioxide. Polym. Bull. 2018. V. 75(9). P. 3917–3934. DOI: 10.1007/s00289-017-2245-2.
Ribeiro V. F., Simões D.N., Pittol M. Effect of copper nanoparticles on the properties of SEBS/PP compounds. Polym. Testing. 2017. V. 63. P. 204–209. DOI: 10.1016/ j.polymertesting.2017.07.033.
Marchini L.G., Parra, D.F., Rangari V.K. Incorporation of silver nanoparticles in zinc oxide matrix in polyester thermo-plastic elastomer (TPE-E) aiming antibacterial activity. Mag-nesium Technol. 2019. P. 79–88. DOI: 10.1007/978-3-030-05749-7_9.
Król-Morkisz K., Pielichowska K. Thermal decomposition of polymer nanocomposites with functionalized nanoparticles. Polymer Composites with Functionalized Nanoparticles. Else-vier. 2019. P. 405–435. DOI: 10.1016/B978-0-12-814064-2.00013-5.
Ez‐Zahraoui S., Sabir S., Berchane S. Toughening effect of thermoplastic polyurethane elastomer on the properties of fly a reinforced polypropylene‐based composites. Polym. Comp. 2023. V. 44 (3). P. 1534–1545. DOI: 10.1002/pc.27186.
Kakhramanov N.T., Hasanova A.A., Allahverdiyeva K.V. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. Т. 65. Вып. 8. С. 125-133. DOI: 10.6060/ivkkt.20226508.6583.
Rothon R., DeArmitt C. Fillers (Including Fiber Reinforce-ments). Brydson’s Plastics Materials. Elsevier. 2017. P. 169–204. DOI: 10.1016/B978-0-323-35824-8.00008-6.
Chernyy S., Ullah S., Jomaas G. Modification of poly(styrene-block-butadiene-block-styrene) [SBS] with phosphorus containing fire retardants. Eur. Polym. J. 2015. V. 70. P. 136–146. DOI: 10.1016/j.eurpolymj.2015.07.015.
Ching Y.C., Gunathilake T.U., Ching K.Y. Effects of high temperature and ultraviolet radiation on polymer composites. Durability and Life Prediction in Biocomposites, Fibre-Reinforced Composites and Hybrid Composites. Elsevier. 2019. P. 407–426. DOI: 10.1016/B978-0-08-102290-0.00018-0.
Brostow W., Lobland H., Hnatchuk N. Improvement of scratch and wear resistance of polymers by fillers including nanofillers. Nanomaterials. 2017. V. 7 (3). 66. DOI: 10.3390/ nano7030066.
Peponi L., Puglia D., Torre L. Processing of nanostructured polymers and advanced polymeric based nanocomposites. Mater. Sci. Eng.: R: Rep. 2014. V. 85. P. 1–46. DOI: 10.1016/ j.mser.2014.08.002.
Dubey K.A., Hassan P.A., Bhardwaj Y.K. High performance polymer nanocomposites for structural applications. Mater. Under Extreme Conditions. 2017. P. 159-194. DOI: 10.1016/B978-0-12-801300-7.00005-X.
Wang Z., Zhang Y., Du F. Thermoplastic elastomer based on high impact polystyrene/ethylene-vinyl acetate copolymer/waste ground rubber tire powder composites compatibil-ized by styrene-butadiene-styrene block copolymer. Mater. Chem. Phys. 2012. V. 136(2–3). P. 1124–1129. DOI: 10.1016/j.matchemphys.2012.08.063.
Sukhareva K.V., Sukharev N.R., Levina I.I. Solvent swelling-induced halogenation of butyl rubber using polychlo-rinated n-alkanes: structure and properties. Polymers. 2023. V. 15(20). 4137. DOI: 10.3390/polym15204137.
Drobny J. Thermoplastic elastomers based on halogen-containing polyolefins. Handbook of Thermoplastic Elastomers. 2007. P. 201–214. DOI: 10.1016/B978-081551549-4.50009-8.
Wittenberg E., Abetz V. New post modification route for styrene butadiene copolymers leading to supramolecular hydrogen bonded networks - synthesis and thermodynamic analysis of complexation. Polymer (Guildf). 2017. V. 121. P. 304–311. DOI: 10.1016/j.polymer.2017.06.001.
Ashok N., Balachandran M., Lawrence F. EPDM-chlorobutyl rubber blends in γ-radiation and hydrocarbon environment: mechanical, transport, and ageing behavior. J. Appl. Polym. Sci. 2017. V. 134 (33). 45195. DOI:10.1002/app.45195.
Pazur R.J., Petrov I. The thermo-oxidation of chlorinated and brominated isobutyleneco-isoprene polymers: activation energies and reactions from room temperature to 100 °C. Polym. Degrad. Stabil. 2015. V. 121. P. 311–320. DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2015.09.023.
Su T.-T., Jiang H., Gong H. Thermal stabilities and thermal degradation kinetics of a styrene-butadiene-styrene star block copolymer. Polym.-Plast. Technol. Eng. 2009. V. 48(5). P. 535–541. DOI: 10.1080/03602550902824341.
Zhang J., Luo H., Zhou X. Epoxy resin adhesives: modification and applications. Epoxy-Based Composites. IntechOpen. 2022. DOI: 10.5772/intechopen.101971.
Chudzik J., Bieliński D.M., Demchuk Y. Influence of modified epoxy dian resin on properties of nitrile-butadiene rubber (NBR). Materials. 2022. V. 15(8). 2766. DOI: 10.3390/ma15082766.
Kozorez M.D., Kotova S.V., Lyusova L.R. The role of surfactants in adhesives based on nitrile rubbers. Kauchuk Re-zina/Adhesion. 2023. V. 82. N 4. P. 186–190. DOI:10.47664/0022-9466-2023-82-4-186-190.
