Влияние электрического поля на адгезионные характеристики системы полихлоропрен-шунгит

Исследовано влияние температуры и внешнего электрического поля на адгезионные характеристики в системе полихлоропрен-шунгит. Показано, что повышение температуры и ориентация макромолекул полихлоропрена во внешнем электрическом поле существенно увеличивают прочность связи между исследованными компонентами. Обнаруженные эффекты, объяснены с точки зрения возможности непосредственного химического взаимодействия шунгита с ориентированными определенным образом макромолекулами полихлоропрена в области формирования адгезионного соединения. Этому способствуют особенности строения шунгита (наличие в шунгите парамагнитных центров, фуллереноподобных структур, оксидов металлов) и полихлоропрена, являющегося полярным эластомером, а также создание оптимальных режимов для реализации такого взаимодействия. Для оценки прочности взаимодействия между полихлоропреном и поверхностью шунгита в работе использован метод определения напряжения отслаивания полимерной пленки от поверхности шунгитовой пластинки. Установлено, что наибольший эффект в упрочнении связи между полихлоропреном и поверхностью шунгита достигается при формировании полимерной пленки из раствора в четыреххлористом углероде на отрицательном электроде (катоде). Прочность связи шунгита с полихлоропреновой пленкой, сформированной на катоде, более, чем в два раза превышает этот параметр при формировании такой же пленки на аноде. Анализ изменения надмолекулярной структуры полихлоропрена в системе полихлоропрен-шунгит в результате ориентационного воздействия внешнего электростатического поля произведен с помощью температурной зависимости тангенса угла диэлектрических потерь исследуемых систем. Показано, что пленка полихлоропрена, сформированная в электростатическом поле, имеет более упорядоченную структуру по сравнению с аналогичным образцом, но сформированном без поля. Об этом факте свидетельствует сдвиг максимумов в сторону больших температур в спектрах релаксации дипольной поляризации для системы, сформированной без воздействия поля, и системы, сформированной на катоде. Пленка полихлоропрена, содержащая в качестве наполнителя мелкодисперсный шунгит и сформированная на катоде, характеризуется повышенным значением тангенса угла диэлектрических потерь и увеличенным количеством пиков дипольной релаксации в исследованной температурной области.

1. Корнев Ю.В., Бойко О.В., Гуськов Д.В., Семенов Н.А. Исследование действия модифицированного органосиланом минерала шунгит различной степени дисперсности в составе эластомерных композитов // Каучук и резина. 2015. № 6. С. 12-17.

2. Лысова Г. А. [и др.]. Свойства и применение новых марок хлоропреновых каучуков. Тем. обзор. М.: ЦНИИТЭ-нефтехим, 1986. 70 с.

3. Энциклопедия полимеров: в 3-х т. М.: Советская энциклопедия, 1977. Т. 3. С. 828-835.

4. Резников В.А., Полеховский Ю.С. Аморфный шун-гитовый углерод - естественная среда образования фуллеренов // Письма в ЖТФ. 2000. Т. 26. Вып. 15. C. 94-102.

5. Komova N.N., Potapov E. E., Kovaleva A.N., Prut E.V, Solodilov V.I. A quick method for assessing the activity of shungite filler in elastomer composite materials // Int. Polym. Sci. & Technol. 2018. V 45. № 1. P 19-22.

6. Современные физические методы исследования полимеров / Под ред. Г. Л. Слонимского. М.: Химия, 1982. 256 с.

7. Бартенев Г.М., Бартенева А.Г. Релаксационные свойства полимеров. М.: Химия, 1992. 384 с.

8. Кнунянц И.Л., Зефиров Н.С. Химическая энциклопедия. М.: Научное изд-во «Большая российская энциклопедия», 1992. Т. 3. 494 с.

9. Казицина Л.А., Куплетская Н.Б. Применение УФ-, ИК- и ЯМР-спектроскопии в органической химии. М.: Высшая школа,1971. 264 с.

10. Рабек Я. Экспериментальные методы в химии полимеров. М.: Мир, 1983. Т. 2. 479 с.

11. Накамото К. ИК-спектры и спектры КР неорганических и координационных соединений. М.: Мир, 1991. 420 с.

12. Пентин Ю.А., Вилков Л.В. Физические методы исследования в химии. М.: Мир, 2003. 683 с.

13. Rozhkova N.N., Gribanov A.V. Structural modification of shungite carbon // Int. Conf. on Carbon at the Robert Gordon University. Aberdeen, Scotland, 2006. Extended abstracts - CD-1. P 71.

14. Шершнев В.А., Кузмичева ГМ., Резниченко С.В., Астахова Е.А. [и др.] К вопросу о природе активирующего действия шунгита при серной вулканизации эластомеров.// Каучук и резина. 2012. № 2. С. 31-33.

15. Артамонова О.А., Тростин А.В., Сахарова Е.В., Потапов Е.Э., Бобров А.П., Трухляева И.В. Изучение влияния шунгита на свойства резин на основе хлорбутилкаучука // Каучук и резина. 2011. № 4. С. 17-19.