Preview

Тонкие химические технологии

Расширенный поиск

Релаксационные и физико-механические характеристики полиэтиленов с различной молекулярной массой

https://doi.org/10.32362/2410-6593-2019-14-6-104-114

Полный текст:

Аннотация

Цель. Определение влияния молекулярной массы полиэтиленов на модуль упругости, текучесть, прочность и процессы ретардации.

Методы. В качестве образцов были взяты лопатки (толщиной 4 мм, длиной 100 мм, шириной 10 мм), полученные м.етодом литья под давлением p = 60 МПа при T = 210 °C, τ= 15 с, из полиэтилена следующих марок: ПЭВП 277-73 (Ставролен, Лукойл, Россия); BorSafe HE3490-IM (Borealis, Австрия; черный); CRP 100 Hostalen (Basell Polyolefins, Нидерланды; черный); Stavrolen PE4PP-25B (Ставролен, Лукойл, Россия; черный). Использованные образцы соответствовали стандартно-определенным образцам для исследования на разрывной лъашине AL 7000 LA-5. Исследование релаксационных характеристик проводилось в двух режимах: релаксационном и ретардационном.

Результаты. В результате проведения экспериментов были получены диаграммы «напря-жение-деформация» при различных температурах в изотермических режимах (Т = const) и определено влияние молекулярной массы на модуль упругости, текучесть и прочность полиэтиленов. Показано, что при напряжениях, равных пределу текучести, в изотермических условиях при снятии внешнего деформирующего воздействия наблюдаются две стадии отклика системы полиэтилена на это воздействие. Первый отклик - процесс релаксации напряжения и второй отклик - область, характеризующая упругие характеристики исследуем.ого материала при внешнем воздействии ε = const.

Заключение. Установлено, что повышение температуры неодинаково отражается на физико-механических характеристиках полиэтиленов различной молекулярной массы. Эксперименты показали, что при напряжениях выше предела текучести при постоянстве деформации наблюдается сложная реакция исследуемых полиэтиленов на внешнее воздействие. Эта реакция характеризуется двумя областями зависимости напряжений, возникших при деформации, от времени. Первая область характеризуется асимптотическим снижением напряжения до постоянного значения, а вторая область - постоянством напряжения во времени. Рассчитаны времена релаксации для релаксационной области (участок I), а также рассчитана величина энергии активации. Показано, что увеличение молекулярной массы полиэтиленов ведет к снижению времени релаксации и уменьшению энергии активации.

Об авторах

Р. А. Алехина
МИРЭА - Российский технологический университет Институт тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова)
Россия

Алёхина Раиса Ашотовна - магистрант кафедры химии и технологии переработки пластмасс и полимерных композитов.

119571, Москва, пр-т Вернадского, д. 86



В. А. Ломовской
МИРЭА - Российский технологический университет Институт тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова); Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина, Российская академия наук
Россия

Ломовской Виктор Андреевич - доктор физико-математических наук, профессор кафедры химии и технологии переработки пластмасс и полимерных композитов ИТХТ им. М.В. Ломоносова МИРЭА – РТУ; заведующий лабораторией структурообразования в дисперсных системах, ИФХЭ им. А.Н. Фрумкина РАН.

119571, Москва, пр-т Вернадского, д. 86; 119071, Москва, Ленинский проспект, 31, корп. 4



И. Д. Симонов-Емельянов
МИРЭА - Российский технологический университет Институт тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова)
Россия

Симонов-Емельянов Игорь Дмитриевич - доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой химии и технологии переработки пластмасс и полимерных композитов.

119571, Москва, пр-т Вернадского, д. 86



С. А. Шатохина
Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина, Российская академия наук
Россия

Шатохина Светлана Александровна - младший научный сотрудник Лаборатории структурообразования в дисперсных системах.

119071, Москва, Ленинский проспект, 31, корп. 4



Список литературы

1. Connor T.M., Read B.E., Williams G. The dielectric, dynamic mechanical and nuclear resonance properties of polyethylene oxide as a function of molecular weight. J. Appl. Chem. 1964;14(2):74-81. https://doi.org/10.1002/jctb.5010140204

2. Enns J.B., Simha R. Transitions in semicrystalline polymers. I. Poly(vinyl fluoride) and poly(vinylidene fluoride). J. Macromolec. Sci. Phys. 1977;13(1):11-24. https://doi.org/10.1080/00222347708208750

3. Бартенев Г.М., Бартенев А.Г Релаксационные переходы и молекулярная подвижность в кристаллических полимерах, содержащих метиленовые группы. Высокомолек. соед. А. 1988;30(3):629-633.

4. Ломовской В.А., Мазурина С.А., Симонов-Емельянов И.Д., Киселев М.Р., Константинов Н.Ю. Релаксационная спектроскопия полиэтиленов с разной молекулярной массой. Материаловедение. 2018;7:9-17. http://dx.doi.org/10.31044/1684-579X-2018-0-7-9-17

5. Бартенев Г.М., Бартенева А.Г Релаксационные свойства полимеров. М.: Химия, 1992. 384 с. ISBN 5-72450371-9

6. Гращенков Д. В., Чурсова Л.В. Стратегия развития композиционных и функциональных материалов. Авиационные материалы и технологии. 2012;S:231-242.

7. Уайт Дж. Л., Чой Д.Д. Полиэтилен, полипропилен и другие полеолефины: пер. с англ. СПб.: Профессия, 2006. С. 97-100.

8. Марихин В. А., Мясникова Л.П. Надмолекулярная структура полиэтиленов. Л.: Химия. 1977. С. 42-49.

9. Ларионов С.А., Деев И.С., Петрова Г.Н., Бейдер Э.Я. Влияние углеродных наполнителей на электрофизические, механические и реологические свойства полиэтилена. Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2013;9:Ст. 04. URL: http://viam-works.ru (дата обращения: 20.04.2019).

10. Петрова Г.Н., Румянцева Т.В., Перфилова Д.Н, Бейдер Э.Я., Грязнов В.И. Термоэластопласты - новый класс полимерных материалов. Авиационные материалы и технологии. 2010;S:20-25.

11. Кулезнев В.Н., Шершнев В.А. Химия и физика полимеров. 2-е изд. М.: Колосс, 2007. С. 118-121. ISBN 9785-9532-0466-8

12. Zhang M.C., Guo B., Xu J. A review on polymer crystallization theories. Crystals. 2017;7(1):4-37. https://doi.org/10.3390/cryst7010004

13. Li J.Y., Li W., Cheng H., Zhang L.N., Li Y., Han C.C. Early stages of nucleation and growth in melt crystallized polyethylene. Polymer. 2012;53(12):2315-2319. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2012.03.054

14. Иванов М.С., Кулезенев В.Н. Метод механической спектроскопии трубных марок полиэтилена. Труды ВИАМ. 2016;47(11):68-77.

15. Шардаков И.Н., Голотина Л.А. Моделирование деформационных процессов в аморфно-кристаллических полимерах. Вычислительная механика сплошных сред. 2009;2(3):106-113.


Дополнительные файлы

1. Рис. 6. Зависимость нормированной функции релаксации от времени для ПЭ с ММ = 75×104 г/моль (кривая 1) и ММ = 24×104 г/моль (кривая 2)
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Посмотреть (305KB)    
Метаданные

Для цитирования:


Алехина Р.А., Ломовской В.А., Симонов-Емельянов И.Д., Шатохина С.А. Релаксационные и физико-механические характеристики полиэтиленов с различной молекулярной массой. Тонкие химические технологии. 2019;14(6):104-114. https://doi.org/10.32362/2410-6593-2019-14-6-104-114

For citation:


Alekhina R.A., Lomovskoy V.A., Simonov-Emel’yanov I.D., Shatokhina S.A. Relaxation and physicomechanical characteristics of polyethylenes with different molecular weights. Fine Chemical Technologies. 2019;14(6):104-114. (In Russ.) https://doi.org/10.32362/2410-6593-2019-14-6-104-114

Просмотров: 99


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2410-6593 (Print)
ISSN 2686-7575 (Online)