No abstract

Аннотация. Исследовано влияние добавок коротких стеклянных волокон (СВ) и терморасширенного графита (ТРГ), вводимых в полиэтилентерефталат (ПЭТ), на механические, в том числе динамические механические, и реологические свойства, а также особенности структуры получаемых композитов. Компаундирование материалов осуществляли смешением в расплаве ПЭТ методом реакционной экструзии при использовании двухшнекового реактора-смесителя с односторонним вращением шнеков и L / D = 40. Исследуемые композиты содержали от 15 до 60 мас. % СВ, а концентрация ТРГ составляла 0,5 и 3,0 мас. %. Показано, что при гибридном наполнении ПЭТ наблюдается синергическое повышение модуля упругости композитов, предельные значения которого превышают 22 ГПа, а также динамического модуля сдвига в широком интервале температур. При введении ТРГ в композиты ПЭТ/СВ повышается кристалличность связующего. Обнаружен эффект аномального снижения характеристической вязкости растворов ПЭТ и повышения текучести расплава композитов при повышенной >30 мас. % концентрации наполнителей, что обусловлено углублением деструкции макромолекул. Ключевые слова: полиэтилентерефталат, короткое стекловолокно, терморасширенный графит, гибридное наполнение Для цитирования: Влияние гибридного наполнения коротким стекловолокном и терморасширенным графитом на структуру и свойства полиэтилентерефталата / В. В. Дубровский [и др.] // Докл. Нац. акад. наук Беларуси. -2018. -Т. 62, № 1. -С. 120-128.Abstract. The effect of short glass fibers (GFs) and thermally expanded graphite (TEG), added to polyethyleneterephtalate (PET), on mechanical, including dynamical mechanical, and rheological properties, as well as the structural features of the produced composites is studied. Compounding with the PET melt is realized by reactive extrusion using a co-rotating twin screw extruder-reactor with L / D = 40. Analyzed composites contained from 15 to 60 wt. % of GFs, and the TEG concentration was 0.5 and 3.0 wt. It is found that hybrid filling of PET results in a synergetic increase of the tensile modulus of the composites reaching the values more than 22 GPa, as well as that of the dynamic shear modulus in a wide temperature range. Adding TEG into PET/GF composites increases the degree of binder crystallinity. An effect of an anomalous decrease in the intrinsic viscosity of PET solutions and an increase in the melt flow index of the melt composites observed at higher GF concentrations is attributed to a deeper degradation of polymer. For citation: Dubrovsky V. V., Aderikha V. N., Shapovalov V. A., Pesetskii S. S. Influence of hybrid filling with short glass fibers and thermally expanded graphite on the structure and properties of polyethyleneterephthalate. Doklady Natsional'noi akademii nauk Belarusi =

No abstract

Приведены результаты сравнительных исследований структуры, реологических и прочностных свойств полиэтилентерефталата (ПЭТ), наполненного гибридными микро- и нанонаполнителями – коротким стекловолокном (СВ), а также нанографитом (нГ) двух типов – расширенным графитом (РГ), полученным гидролизом графита, интеркалированного натрием, и терморасширенным графитом (ТРГ), являющимся продуктом расширения сернокислотного интеркалята при его термообработке на воздухе. Концентрацию СВ варьировали в пределах 15–60 мас. %, а нГ – от 0.4 до 3 мас. %. Композиты получали реакционным компаундированием на экструзионно-грануляционной линии на базе двухшнекового экструдера (диаметр шнеков 35 мм, L/D = 40) с однонаправленным вращением шнеков. Установлено, что технология получения нГ оказывает сильное влияние на структуру и свойства композитов. В гибридных композитах независимо от типа нГ ускоряется кристаллизация ПЭТ. Расширенный графит в отличие от ТРГ обладает улучшенной диспергируемостью в полимере, способствует повышению содержания СВ со средней длиной, превышающей критическую, замедляет деструкцию ПЭТ в гибридных композитах, особенно при повышенном (≥30%) содержании СВ, что приводит к повышению прочностных характеристик материалов ПЭТ/СВ/РГ по сравнению с ПЭТ/СВ/ТРГ при высокой (45–60 мас. %) концентрации СВ ([СВ]). Наличие адгезионно-активных функциональных групп в структуре ТРГ вследствие кислотного интеркалирования и высокотемпературной обработки на воздухе интеркалята графита способствует повышению прочности при растяжении композитов ПЭТ/СВ/ТРГ по сравнению с ПЭТ/СВ/РГ при определенных степенях наполнения: [ТРГ] = 0.5%, [CB] ≤ 45%; ТРГ = 3.0%, [CB] ≤ 30%). Проявление эффекта синергического повышения показателей механических свойств в гибридных композитах ПЭТ/СВ/нГ в значительной степени связано с взаимовлиянием слоистого наноразмерного нГ и микроразмерного СВ на дезагломерирование (расслаивание) наночастиц и фрагментацию стекловолокон при экструзионном компаундировании.

No abstract