СТРОИТЕЛЬНОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

Релаксационные свойства материалов на основе смесей поливинилхлорида и АБС-пластика

Вестник МГСУ 8/2015
  • Мацеевич Андрей Вячеславович - ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет» (НИУ МГСУ) аспирант кафедры технологии композитных материалов и прикладной химии, ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет» (НИУ МГСУ), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26; Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript .
  • Аскадский Андрей Александрович - ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет» (НИУ МГСУ) доктор химических наук, профессор, профессор кафедры технологии композиционных материалов и прикладной химии, ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет» (НИУ МГСУ), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26; Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript .
  • Мацеевич Татьяна Анатольевна - ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет» (НИУ МГСУ) кандидат физико-математических наук, доцент, профессор кафедры высшей математики, ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет» (НИУ МГСУ), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26; Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript .

Страницы 118-129

Получены смеси поливинилхлорида (ПВХ) и АБС-пластика с различными соотношениями компонентов от 0 до 100 %. Проанализирована совместимость компонентов смесей с помощью критерия совместимости, учитывающего химическое строение полимеров, их поверхностную энергию и молярный объем повторяющегося звена, а также параметр растворимости Гильдебранда. Найдена полная термодинамическая совместимость, и из этих смесей изготовлены монолитные материалы. Проведены эксперименты по релаксации напряжения в условиях одноосного сжатия для образцов при разной концентрации компонентов смеси в интервале температур от 23 до 70 °С. Проведена аппроксимация кривых релаксации напряжения с применением современных ядер релаксации, основанных на анализе производства энтропии системы в ходе релаксационного процесса. Полученные физические параметры ядер позволяют оценить длительную механическую работоспособность материалов, полученных из смесей ПВХ и АБС-пластика.

DOI: 10.22227/1997-0935.2015.8.118-129

Библиографический список
  1. Buthaina A., Ibrahim, Kadum K.M. Influence of polymer blending on mechanical and thermal properties // Modern Applied Science. 2010. Vol. 4. No. 9. Pp. 157-161.
  2. Saxe P., Freeman C., Rigby D. Mechanical properties of glassy polymer blends and thermosets. Materials Design, Inc., Angel Fire, NM and San Diego, CA. LAMMPS Users’ Workshop and Symposium, Albuquerque, NM, August 8, 2013. Режим доступа: http://lammps.sandia.gov/workshops/Aug13/Rigby/DRigby_LammpsWorkshop_Aug2013.pdf. Дата обращения: 12.04.2015.
  3. Van Hemelrijck E., Puyvelde V., Velankar S., Macosko C. W., Moldenaers P. Interfacial elasticity and coalescence suppression in compatibilized polymer blends // J. Rheol. 2004. Vol. 48. No. 1. Pp. 143-185.
  4. López-Barrón C.R., Macosko C.W. Rheological and morphological study of cocontinuous polymer blends during coarsening // J. Rheol. 2012. Vol. 56. No. 6. Pp. 1315-1334.
  5. Komalan C., George K.E., Kumar P.A.S., Varughese K.T., Thomas S. Dynamic mechanical analysis of binary and ternary polymer blends based on nylon copolymer/EPDM rubber and EPM grafted maleic anhydride compatibilizer. EXPRESS Polymer Letters. 2007. Vol. 1. No. 10. Pp. 641-653.
  6. Martin J.D., Velankar S.S. Effects of compatibilizer on immiscible polymer blends near phase inversion. J. Rheol. 2007. Vol. 51 (4). Pp. 669-692.
  7. Grigalovica A., Bartule M., Zicans J., Meri R.M., Heim H.-P., Berger Ch. Relaxation properties of polyoxymethylene and ethylene-octene copolymer blend in solid and melt states // Proceedings of the Estonian Academy of Sciences. 2012. Vol. 61. No. 3. Pp. 200-206.
  8. Yu L., Dean K., Li L. Polymer blends and composites from renewable resources // Prog. Polym. Sci. 2006. Vol. 31. No. 6. Pp. 576-602.
  9. Biresaw G., Carriere C., Sammler R. Effect of temperature and molecular weight on the interfacial tension of PS/PDMS blends // Rheol. Acta. 2003. Vol. 42. No. 1-2. Pp. 142-147.
  10. Ellingson P.C., Strand D.A., Cohen A., Sammler R.L., Carriere C.J. Molecular weight dependence of polystyrene/poly(methyl methacrylate) interfacial tension probed by imbedded-fiber retraction // Macromolecules. 1994. Vol. 27. No. 6. Pp. 1643-1647.
  11. Gramespacher H., Meissner J. Interfacial tension between polymer melts measured by shear oscillations of their blends // J. Rheol. 1992. Vol. 36. No. 6. Pp. 1127-1141.
  12. Li R., Yu W., Zhou C. Macroporous Poly(Acrylamide) hydrogels: swelling and shrinking behaviors // J. Macromol. Sci. 2006. B: Phys. Vol. 43. Pp. 889-897.
  13. Chopra D., Kontopoulou M., Vlassopoulos D., Hatzikiriakos S.G. Effect of maleic anhydride content on the rheology and phase behavior of poly(styrene-co-maleic anhydride)/poly(methyl methacrylate) blends // Rheol. Acta. 2002. Vol. 41. No. 1-2. Pp. 10-24.
  14. Guenther G.K., Baird D.G. An evaluation of the Doi-Ohta theory for an immiscible polymer blend // J. Rheol. 1996. Vol. 40. No. 1. Pp. 1-20.
  15. Hashimoto T., Takenaka M., Jinnai H. Scattering studies of self-assembling processes of polymer blends in spinodal decomposition // J. Appl. Crystallogr. 1991. Vol. 24. Pp. 457-466.
  16. Аскадский А.А., Матвеев Ю.И., Матевосян М.С. О предсказании растворимости полимеров // Высокомолекулярные соединения А. 1990. Т. 32. № 10. С. 2157-2166.
  17. Матвеев Ю.И., Аскадский А.А. Влияние физических характеристик и типа надмолекулярной структуры полимера на его растворимость // Высокомолекулярные соединения А. 1994. Т. 36. № 3. С. 436-443.
  18. Askadskii A.A. Physical properties of polymers. Prediction and control. Amsterdam : Gordon and Breach Publishers, 1996. 350 p.
  19. Askadskii A.A. Computational materials science of polymers. Cambridge : Cambridge International Science Publishing, 2003. 650 p.
  20. Аскадский А.А., Кондращенко В.И. Компьютерное материаловедение полимеров. Т. 1. Атомно-молекулярный уровень. М. : Научный Мир, 1999. 534 c.
  21. Аскадский А.А., Хохлов А.Р. Введение в физико-химию полимеров. М. : Научный Мир, 2009. 384 c.
  22. Buthaina A., Ibrahim, Kadum K.M. Influence of polymer blending on mechanical and thermal properties // Modern Applied Science. 2010. Vol. 4. No. 9. Pp. 157-161.
  23. Saxe P., Freeman C., Rigby D. Mechanical properties of glassy polymer blends and thermosets. Materials Design, Inc., Angel Fire, NM and San Diego, CA. LAMMPS Users’ Workshop and Symposium, Albuquerque, NM, August 8, 2013. Режим доступа: http://lammps.sandia.gov/workshops/Aug13/Rigby/DRigby_LammpsWorkshop_Aug2013.pdf. Дата обращения: 12.04.2015.
  24. Van Hemelrijck E., Puyvelde V., Velankar S., Macosko C. W., Moldenaers P. Interfacial elasticity and coalescence suppression in compatibilized polymer blends // J. Rheol. 2004. Vol. 48. No. 1. Pp. 143-185.
  25. López-Barrón C.R., Macosko C.W. Rheological and morphological study of cocontinuous polymer blends during coarsening // J. Rheol. 2012. Vol. 56. No. 6. Pp. 1315-1334.
  26. Komalan C., George K.E., Kumar P.A.S., Varughese K.T., Thomas S. Dynamic mechanical analysis of binary and ternary polymer blends based on nylon copolymer/EPDM rubber and EPM grafted maleic anhydride compatibilizer. EXPRESS Polymer Letters. 2007. Vol. 1. No. 10. Pp. 641-653.
  27. Martin J.D., Velankar S.S. Effects of compatibilizer on immiscible polymer blends near phase inversion. J. Rheol. 2007. Vol. 51 (4). Pp. 669-692.
  28. Grigalovica A., Bartule M., Zicans J., Meri R.M., Heim H.-P., Berger Ch. Relaxation properties of polyoxymethylene and ethylene-octene copolymer blend in solid and melt states // Proceedings of the Estonian Academy of Sciences. 2012. Vol. 61. No. 3. Pp. 200-206.
  29. Yu L., Dean K., Li L. Polymer blends and composites from renewable resources // Prog. Polym. Sci. 2006. Vol. 31. No. 6. Pp. 576-602.
  30. Biresaw G., Carriere C., Sammler R. Effect of temperature and molecular weight on the interfacial tension of PS/PDMS blends // Rheol. Acta. 2003. Vol. 42. No. 1-2. Pp. 142-147.
  31. Ellingson P.C., Strand D.A., Cohen A., Sammler R.L., Carriere C.J. Molecular weight dependence of polystyrene/poly(methyl methacrylate) interfacial tension probed by imbedded-fiber retraction // Macromolecules. 1994. Vol. 27. No. 6. Pp. 1643-1647.
  32. Gramespacher H., Meissner J. Interfacial tension between polymer melts measured by shear oscillations of their blends // J. Rheol. 1992. Vol. 36. No. 6. Pp. 1127-1141.
  33. Li R., Yu W., Zhou C. Macroporous Poly(Acrylamide) hydrogels: swelling and shrinking behaviors // J. Macromol. Sci. 2006. B: Phys. Vol. 43. Pp. 889-897.
  34. Chopra D., Kontopoulou M., Vlassopoulos D., Hatzikiriakos S.G. Effect of maleic anhydride content on the rheology and phase behavior of poly(styrene-co-maleic anhydride)/poly(methyl methacrylate) blends // Rheol. Acta. 2002. Vol. 41. No. 1-2. Pp. 10-24.
  35. Guenther G.K., Baird D.G. An evaluation of the Doi-Ohta theory for an immiscible polymer blend // J. Rheol. 1996. Vol. 40. No. 1. Pp. 1-20.
  36. Hashimoto T., Takenaka M., Jinnai H. Scattering studies of self-assembling processes of polymer blends in spinodal decomposition // J. Appl. Crystallogr. 1991. Vol. 24. Pp. 457-466.
  37. Аскадский А.А., Матвеев Ю.И., Матевосян М.С. О предсказании растворимости полимеров // Высокомолекулярные соединения А. 1990. Т. 32. № 10. С. 2157-2166.
  38. Матвеев Ю.И., Аскадский А.А. Влияние физических характеристик и типа надмолекулярной структуры полимера на его растворимость // Высокомолекулярные соединения А. 1994. Т. 36. № 3. С. 436-443.
  39. Askadskii A.A. Physical properties of polymers. Prediction and control. Amsterdam : Gordon and Breach Publishers, 1996. 350 p.
  40. Askadskii A.A. Computational materials science of polymers. Cambridge : Cambridge International Science Publishing, 2003. 650 p.
  41. Аскадский А.А., Кондращенко В.И. Компьютерное материаловедение полимеров. Т. 1. Атомно-молекулярный уровень. М. : Научный Мир, 1999. 534 c.
  42. Аскадский А.А., Хохлов А.Р. Введение в физико-химию полимеров. М. : Научный Мир, 2009. 384 c.

Скачать статью

Влияние размера дисперсных частиц на модуль упругости смесей полимеров

Вестник МГСУ 8/2014
  • Мацеевич Татьяна Анатольевна - ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет» (НИУ МГСУ) кандидат физико-математических наук, доцент, профессор кафедры высшей математики, ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет» (НИУ МГСУ), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26; Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript .
  • Попова Марина Николаевна - Московский государственный строительный университет (ФГБОУ ВПО «МГСУ») доктор химических наук, доцент, профессор кафедры технологии композиционных материалов и прикладной химии, Московский государственный строительный университет (ФГБОУ ВПО «МГСУ»), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26; Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript .
  • Володина Александра Евгеньевна - Московский государственный строительный университет (ФГБОУ ВПО «МГСУ») аспирант кафедры технологии композиционных материалов и прикладной химии, Московский государственный строительный университет (ФГБОУ ВПО «МГСУ»), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26; Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript .
  • Аскадский Андрей Александрович - ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет» (НИУ МГСУ) доктор химических наук, профессор, профессор кафедры технологии композиционных материалов и прикладной химии, ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет» (НИУ МГСУ), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26; Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript .

Страницы 73-90

Дан анализ различных вариантов смесей несовместимых полимеров и их модулей упругости. Эти смеси представляют собой тонкие дисперсии одного из полимеров в полимерной матрице другого полимера. Проанализированы следующие варианты: дисперсия твердого полимера в эластомере, когда твердые частицы дисперсии химически реагируют с эластомером или когда они инертны по отношению к эластомерной матрице; дисперсия твердого аморфного полимера в твердой аморфной матрице; дисперсия частично кристаллического полимера в твердом аморфном полимере. Зависимости модулей упругости от молярной и объемной долей обладают различной формой, завися от Ван-дер-Ваальсова объема компонентов, молекулярного веса повторяющихся звеньев, плотности компонентов, объема доменов и т.д. Сама форма зависимостей определяется физическим состоянием (высокоэластический полимер, кристаллический полимер, твердый аморфный полимер) смешиваемых компонентов.

DOI: 10.22227/1997-0935.2014.8.73-90

Библиографический список
  1. Buthaina A. Ibrahim, Karrer M. Kadum. Influence of Polymer Blending on Mechanical and Thermal Properties // Modern Applied Science. 2010. Vol. 4. No. 9. Pp. 157-161.
  2. Saxe P., Freeman C., Rigby D. Mechanical Properties of Glassy Polymer Blends and Thermosets // Materials Design. Inc. Angel Fire: NM and San Diego. CA. LAMMPS Users’ Workshop and Symposium : Albuquerque. NM. August 8. 2013. Режим доступа: http://lammps.sandia.gov/workshops/Aug13/Rigby/DRigby_LammpsWorkshop_Aug2013.pdf. Дата обращения: 12.04.2014.
  3. Van Hemelrijck E., Puyvelde V., Velankar S., Macosko C.W., Moldenaers P. Interfacial elasticity and coalescence suppression in compatibilized polymer blends // J. Rheol. 2004. Vol. 48. No. 1. Pp. 143-158.
  4. López-Barrón C.R., Macosko C.W. Rheological and morphological study of cocontinuous polymer blends during coarsening // J. Rheol. 2012. Vol. 56. No. 6. Pp. 1315-1334.
  5. Doi M., Ohta T. Dynamics and rheology of complex interfaces // J. Chem. Phys. 1991. Vol. 95. Pp. 1242-1248.
  6. Anastasiadis S.H., Gancarz I., Koberstein J.T. Interfacial tension of immiscible polymer blends: temperature and molecular weight dependence // Macromolecules. 1988. Vol. 21 (10). Pp. 2980-2987.
  7. Biresaw G., Carriere C., Sammler R. Effect of temperature and molecular weight on the interfacial tension of PS/ PDMS blends // Rheol. Acta. 2003. Vol. 42. No. 1-2. Pp. 142-147.
  8. Ellingson P.C., Strand D.A., Cohen A., Sammler R.L., Carriere C.J. Molecular Weight Dependence of Polystyrene/ Poly(Methyl Methacrylate) Interfacial Tension Probed by Imbedded-Fiber Retraction // Macromolecules. 1994. Vol. 27. No. 6. Pp. 1643-1647.
  9. Gramespacher H., Meissner J. Interfacial tension between polymer melts measured by shear oscillations of their blends // J. Rheol. 1992. Vol. 36. No. 6. Pp. 1127-1141.
  10. Lacroix C., Bousmina M., Carreau P.J., Favis B.D., Michel A. Properties of PETG/EVA Blends: 1. Viscoelastic, Morphological and Interfacial Properties // Polymer. 1996. Vol. 37. No. 14. Pp. 2939-2947.
  11. Li R., Yu W., Zhou C. Rheological characterization of droplet-matrix versus co-continous morphology // J. Macromol. Sci. Series B. Physics. 2006, vol. 45, no. 5, pp. 889-898.
  12. Chopra D., Kontopoulou M., Vlassopoulos D., Hatzikiriakos S. Effect of Maleic Anhydride Content on the Rheology and Phase behavior of Poly(styrene-co-maleic anhydride)/Poly(methyl methacrylate) blends // G. Rheol. Acta. 2001. Vol. 41. Pp. 10-24.
  13. Guenther G.K., Baird D.G. An evaluation of the Doi-Ohta theory for an immiscible polymer blend // J. Rheol. 1996. Vol. 40. No. 1. Pp. 1-20.
  14. Hashimoto T., Takenaka M., Jinnai H. Scattering Studies of Self-assembling Processes of Polymer Blends in Spinodal Decomposition // J. Appl. Crystallogr. 1991. Vol. 24. pp. 457-466.
  15. Jinnai H., Koga T., Nishikawa Y., Hashimoto T., Hyde S.T. Curvature determination of spinodal interface in a condensed matter system // Phys. Rev. Lett. 1997. Vol. 78. No. 11. Pp. 2248-2251.
  16. Lee H.M., Park O.O. Rheology and dynamics of immiscible polymer blends // J. Rheol. 1994. Vol. 38. No. 5. Pp. 1405-1425.
  17. Vointseva I.I., Askadskii A.A. Interpolymers (Paired Polymers) // Chemistry Reviews: Soviet Scientific Reviews. Paris, Philadelphia, Tokyo, Melbourne : Harwood Academic Publishers, Chur-Reading, 1991. Vol. 16. Part 2. 86 p.
  18. Askadskii A.A. Physical Properties of Polymers: Prediction and Control. Amsterdam : Gordon and Breach Publishers, 1996. 350 p.
  19. Askadskii A.A. Computational Materials Science of Polymers. Cambridge : Cambridge International Science Publishing, 2003. 650 p.
  20. Аскадский А.А., Матвеев Ю.И., Матвеева Т.П. Обобщенное уравнение для оценки равновесного модуля высокоэластичности и величины М c, действующее для редких и частых сеток // Высокомолекулярные соединения. 1988. Т. 30. № 12. Серия А. С. 2542-2550.
  21. Bicerano J. Prediction of Polymer Properties. New York : Marcel Dekker, Inc., 1996. 528 p.

Скачать статью

Результаты 1 - 2 из 2