МЕХАНИКА КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ НАТУРАЛЬНОГО КАУЧУКА

Автор: Иветта Арамовна Варьян

Соавторы: И.А. Варьян, Е.Е. Масталыгина, Н.Н. Колесникова, А.А. Попов

Организация: ФГБОУ ВО Российский экономический университет им. Г. В. Плеханова, ФГБУН Институт биохимической физики им. Н. М. Эмануэля

Огромные масштабы промышленного производства и обширный спектр применения полиэтилена свидетельствуют о важности разработки новых материалов на его основе. В настоящей работе в качестве добавки к полиэтилену низкой прочности (ПЭ) использовали натуральный каучук (НК) – продукт растительного происхождения, достаточно быстро подвергающийся окислительной и биологической деструкции, введение которой способствует ускорению процесса биодеградации ПЭ. Объектами исследования являлись двойные композиты на основе ПЭ (TM 15803-020, ОАО «Нефтехимсевилен») с содержанием 10-50 мас.% НК (TM SVR 3L, Вьетнам). Смешение полимеров на смесителе типа Брабендер при 140±5°С и 30 об./мин с последующим прессованием при 140±5°С и быстрым охлаждением до 20±2°С. Механические свойства композиций при растяжении исследовали с использованием разрывной машины DVT Devotrans™ GP UG 5 DLC-0,5 в соответствии с ISO 527-3:1996 (форма образца тип 2, скорость растяжения 100 мм/мин).

По результатам испытаний установлено, что соотношение ПЭ/НК сильно влияет на относительное удлинение (Ɛр) и прочность при разрыве (σр), а также модуль упругости (Eупр). Наблюдается значительное снижение σр при добавлении 10 и 20 мас.% НК по сравнению с чистым ПЭ. Неоднородная система, образованная путем добавления НК к ПЭ, способствует распространению трещин и уменьшению σр. При деформации смеси, чем больше размер диспергированных доменов, тем выше перенапряжение, происходящее на границе раздела фаз. Ɛр резко уменьшается при добавлении 10 мас.% НК. Это связано с образованием гетерогенной системы, где домены НК ведут себя как дефектные структуры в матрице ПЭ. Когда НК образует непрерывную фазу (более 20 мас.% НК) Ɛр возрастает. Материалы становятся более гибкими, о чем свидетельствует уменьшение Eупр пропорционально содержанию НК в смеси.