Енергетичні (ударна в’язкість за розтягуванням)

У таблиці 1 наведено результати впливу на межі міцності за розтягуванням поліпропілену кількості крейди та дибутилфталату.

Таблиця 1

Вплив кількості крейди та дибутилфталату на межу міцності за розтягуванням поліпропілену

№ п/п Вміст дослідного компоненту в композиції, % мас.
2,5 5,0 7,5 10,0 15,0
Межа міцності за розтягуванням дослідних зразків, МПа
1. Поліпропілен + крейда
31,4 30,68 27,52 27,40 27,30 27,75
2. Поліпропілен + дибутилфталат
31,4 29,60 29,10 28,0 27,65 25,40
3. Поліпропілен + крейда + дибутилфталат
31,4 31,75 29,75 29,60 28,90 28,25

Наведені дані свідчать про те, що введення крейди в полімерну композицію призводить до порушення монолітності полімерного матеріалу та знижує міцність. Міцність всіх зразків, що модифіковані наповнювачем, нижча ніж у еталонного зразка. Зниження міцності спостерігалось до вмісту 5,0 % мас. крейди в композиції. Подальше збільшення концентрації наповнювача практично не впливала на міцність.

За введенням в полімерну композицію пластифікатора – дибутилфталата спостерігалось зниження міцності за розтягуванням в розглянутому інтервалі. Кількість пластифікатора, що додається в композицію, може бути обмеженою внаслідок його малої розчинності та погана сумісность з полімерною основою. Слід відзначити, що у зразків, які вміщували більше 5,0 % мас. пластифікатора, дибутилфталат через 5 – 6 місяців “випотівав“ на поверхню виробу, що приводило до втрати ефекту пластифікації. На підставі даного спостереження рекомендується в поліпропіленові композиції вводити не більше 5,0 % мас. даного пластифікатора. “Випотівання“ не спостерігалось, якщо спочатку наповнювач обробляли пластифікатором, а потім вводили в полімерну композицію. Така суміш досліджуваних компонентів сприяє рівномірному розподілу їх у масі зразків. Це надає більш сприятні умови для утворення додаткових центрів кристалізації в процесах охолодження та одержання однорідної більш міцної структури. Оптимальною концентрацією крейди в поліпропіленовій композиції слід рахувати 2,5 – 5,0 % мас.

Зміна відносного залишкового подовження від вмісту домішок у полімерній композиції наведена в таблиці 2.

Таблиця 2

Вплив кількості крейди та дибутилфталату на відносне залишкове подовження

№ п/п Вміст дослідного компоненту в композиції, % мас.
2,5 5,0 7,5 10,0 15,0
Відносне залишкове подовження, %
1. Поліпропілен + крейда
15,0 14,0 13,6 15,8 16,7 17,7
2. Поліпропілен + дибутилфталат
15,0 15,0 14,7 15,6 16,6 18,8
3. Поліпропілен + крейда + дибутилфталат
15,0 11,5 11,0 13,5 13,6 15,5

Аналіз даних (табл.1 і 2) свідчить про те, що зразкам з більш високими показниками міцності відповідають мінімальні значення відносного подовження. Це пов’язано зі здатністю полімеру розвивати зворотні та незворотні деформації. Співвідношення між деформаціями визначається структурою домішок, дисперсністю, їх кількістю та іншими властивостями. За малим вмістом часток крейди в композиції, які здатні утворювати додаткові центри кристалізації, відбувається зміцнення зразка, що призводить до зростання частки зворотних деформацій, при цьому відносне залишкове подовження зменшується. Подальше збільшення концентрації наповнювача зменшує кристалічність поліпропілену за рахунок проникнення його між структурними утвореннями, і як наслідок такої дії, частка зворотних деформацій зростає, зростає і подовження зразка. Модифікація дибутилфталатом послабшує зв'язок між структурними утворюваннями і збільшує еластичність виробів. Збільшення вмісту пластифікатора в композиції приводить до зросту відносного подовження. Взаємний вплив дібутилфталату та крейди − це негативне посилення дії кожної домішки в усіх зразках. Частки наповнювача, які покриті пластифікатором, рівномірно розподіляються по об’єму, сприяють утворенню стабільних надмолекулярних структур та зменшенню долі пластичних деформацій. Найбільш значний вплив спостерігається за вмістом крейди в композиції 2,5 – 5,0 % мас.