ВЛИЯНИЕ СКОРОСТИ ОХЛАЖДЕНИЯ РАСПЛАВА НА СПОСОБНОСТЬ К ДЕГРАДАЦИИ СМЕСЕЙ ПОЛИМЕРОВ

Автор: Зубаржат Рафисовна Aбушахманова

Соавторы: Масталыгина Е.Е., Пантюхов П.В., Попов А.А.

Организация: Российский экономический университет имени Г.В. Плеханова; Институт биохимической физики имени Н.М. Эмануэля РАН

Кристаллическая фаза играет решающую роль в определении свойств полимерного композита. Кристаллизация по определению является термодинамическим процессом, который в основном зависит от скорости охлаждения на последней стадии производственного цикла. Быстрое охлаждение, безусловно, выгодно производителям композитов, поскольку общее время обработки может быть сокращено. Однако важно понимать, как скорость охлаждения влияет на механические свойства получаемого композита. При высокой скорости охлаждения (закалка) образуются мелкокристаллические структуры и эти материалы обладают большей эластичностью и высоким удлинением, а при медленном охлаждении расплава (отжиг) образуются крупнокристаллические структуры, которые образуются в дефектных областях макромолекул и изделия, полученные таким способом, обладают большей жесткостью [1].

Объектами исследования являлись полиэтилен низкой плотности (ПЭНП) и биоразлагаемый полимер поликапролактон (ПКЛ) в широком диапазоне составов. В данной работе были рассмотрены влияние способов охлаждения пленок, полученных методом горячего прессования, на формирование надмолекулярной структуры композитов. Смеси ПЭНП с ПКЛ получали смешиванием на лабораторных смесительных вальцах, далее полученные смеси разрезали на куски, которые затем измельчали на роторно-ножевой мельнице, далее прессовали пленки на гидравлическом прессе с нагревом на алюминиевых пресс-формах с целлофановой подложкой. Для получения различных надмолекулярных структур охлаждение плёнок проводили двумя широко применяемыми методами, такими как водяное охлаждение (закалка) и естественное воздушное охлаждение под гнетом (отжиг).  В результате прессования получили пленки толщиной 150 – 300 мкм. 

Образовавшаяся фазовая структура образцов при разной скорости охлаждения оказала значительное влияние на способность пленок к биоразложению под действием почвенных микроорганизмов в грунте в течение 6 месяцев экспонирования. Было показано, что пленки содержанием 20 мас.% ПКЛ практически не разрушились в обоих случаях. Для смесей с содержанием 50 и 80 мас.% ПКЛ было выявлено наибольшая подверженность к разрушению и снижение массы образцов более чем на 25% у закаленных и от 10 до 13% для отожженных образцов. В случае с чистым ПКЛ в обоих случаях наблюдается потеря массы 10%. Пленки, полученные путем закалки, подверглись более интенсивному разрушению, в том числе под действием микробиоты, вследствие меньшей упорядоченности структуры.