Технології та інжиніринг

Регулювання стійкості рідких мікроструменів поліпропілену в матриці співполіаміду за рахунок нанодобавок

Мета. Дослідження впливу концентрації наночастинок оксиду алюмінію (Al2O3) та оксиду алюмінію, модифікованого сріблом (Ag/Al2O3) на кінетику розпаду рідких мікроструменів поліпропілену (ПП) в матриці співполіаміду (СПА) та можливість керування мікрофібрилярною морфологією суміші ПП/СПА. Методика. Компоненти суміші змішували на черв’ячно-дисковому екструдері. Кінетику розпаду рідких мікроструменів вивчали за методикою, основаною на теорії дестабілізації рідкого циліндру під дією капілярних хвиль. Ступінь диспергування поліпропілену в матриці оцінювали за мікрофотографіями поперечних зрізів екструдатів сумішей. Результати. Нанодобавки вихідного і модифікованого сріблом оксиду алюмінію за вмісту (0,1÷3,0) мас. % в суміші підвищують сумісність компонентів: поверхневий натяг (γαβ) в композиціях усіх складів зменшується. Наночастинки Ag/Al2O3 є більш ефективними, в порівнянні з наночастинками оксиду алюмінію – величина γαβ падає у 9,6 і 5,3 рази відповідно, що забезпечує вищий ступінь диспергування компоненту дисперсної фази в матриці. Стійкість мікроструменів поліпропілену до розпаду зростає, про що свідчить зменшення величини коефіцієнта нестабільності (q) та зростання часу життя мікроструменів (tж). Криві залежності q та tж від вмісту добавки мають екстремальний характер – мінімальні значення коефіцієнта нестабільності мікроструменів і максимальні величини часу їх життя досягнуті за концентрації наночастинок, що відповідає найменшій величині міжфазного натягу. Наукова новизна. Встановлено позитивний вплив досліджених нанодобавок на кінетику розпаду рідких мікроструменів поліпропілену в матриці співполіаміду. Вищий модифікуючий ефект в присутності наночастинок Ag/Al2O3 обумовлений їх амфифільною природою, яка забезпечує переважну локалізацію наночастинок на межі поділу фаз та синергічне підвищення ступеню сумісності в системі ПП/СПА. Практична значимість. Встановлені закономірності щодо підвищення стійкості рідких мікроструменів до розпаду в полімерних сумішах, наповнених наночастинками, дозволять визначити параметри процесів змішування і формування волокон і плівок, за яких мікрофібрилярна структура, що виникає за течії розплаву, залишиться незмінною у виробах

суміш полімерів; наночастинка; міжфазний натяг; коефіцієнт нестабільності; мікрострумінь