Исследование закономерностей формирования структуры и характера взаимодействия полиэтилена и поликапролактона в смесях

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

Исследованы закономерности взаимного влияния и структура межфазных границ смесей полиэтилена низкой плотности (ПЭ) и поликаролактона (ПКЛ) с разным соотношением компонентов (через 10 мас. %). Создание подобных смесевых композитов на основе одного полимера, способного к фотодеструкции под воздействием ультрафиолетового излучения, и другого полимера, подверженного гидролитическому расщеплению под воздействием микробиоты, позволяет получать материалы с ускоренной способностью к абиотической и биотической деградации после выхода из эксплуатации. По результатам исследования показано, что смесевые плёнки с высоким содержанием ПКЛ (свыше 80 мас. %) имеют признаки взаимной совместимости полимеров с формированием развитого межфазного слоя, что обуславливает повышенные прочностные свойства при растяжении и повышенную твердость. Установлены диапазоны обращения фаз: 10–30 мас. % ПКЛ (непрерывная фаза ПЭ с прерывной фазой ПКЛ), 40–60 мас. % ПКЛ (структура типа “сетка-в-сетке”), 70–90 мас. % (непрерывная фаза ПКЛ с прерывной фазой ПЭ). Композиция, содержащая 70 мас. % ПКЛ характеризовалась наибольшей дефектностью внутренней структуры, а композиция с 90 мас. % ПКЛ обладала наиболее оптимальным комплексом как механических, так и технологических свойств.

Full Text

Restricted Access

About the authors

З. Р. Абушахманова

ФГБОУ ВО “Российский экономический университет имени Г. В. Плеханова”; ФГБУН “Институт биохимической физики им. Н. М. Эмануэля” РАН

Author for correspondence.
Email: Abushahmanova.ZR@rea.ru

Научная лаборатория “Перспективные композиционные материалы и технологии”; Лаборатория физико-химии синтетических и природных полимеров

Russian Federation, Москва; Москва

Е. Е. Масталыгина

ФГБОУ ВО “Российский экономический университет имени Г. В. Плеханова”; ФГБУН “Институт биохимической физики им. Н. М. Эмануэля” РАН

Email: Abushahmanova.ZR@rea.ru

Научная лаборатория “Перспективные композиционные материалы и технологии”; Лаборатория физико-химии синтетических и природных полимеров

Russian Federation, Москва; Москва

П. В. Пантюхов

ФГБОУ ВО “Российский экономический университет имени Г. В. Плеханова”; ФГБУН “Институт биохимической физики им. Н. М. Эмануэля” РАН

Email: Abushahmanova.ZR@rea.ru

Научная лаборатория “Перспективные композиционные материалы и технологии”; Лаборатория физико-химии синтетических и природных полимеров

Russian Federation, Москва; Москва

А. А. Ольхов

ФГБОУ ВО “Российский экономический университет имени Г. В. Плеханова”; ФГБУН “Институт биохимической физики им. Н. М. Эмануэля” РАН; ФГБУН Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н. Н. Семенова РАН

Email: Abushahmanova.ZR@rea.ru

Научная лаборатория “Перспективные композиционные материалы и технологии”; Лаборатория физико-химии синтетических и природных полимеров

Russian Federation, Москва; Москва; Москва

С. Д. Бровина

ФГБОУ ВО “Российский экономический университет имени Г. В. Плеханова”

Email: Abushahmanova.ZR@rea.ru

Научная лаборатория “Перспективные композиционные материалы и технологии”

Russian Federation, Москва

М. Ю. Гуйван

ФГБОУ ВО “Российский экономический университет имени Г. В. Плеханова”

Email: Abushahmanova.ZR@rea.ru

Научная лаборатория “Перспективные композиционные материалы и технологии”

Russian Federation, Москва

А. А. Попов

ФГБОУ ВО “Российский экономический университет имени Г. В. Плеханова”; ФГБУН “Институт биохимической физики им. Н. М. Эмануэля” РАН

Email: Abushahmanova.ZR@rea.ru

Научная лаборатория “Перспективные композиционные материалы и технологии”; Лаборатория физико-химии синтетических и природных полимеров

Russian Federation, Москва; Москва

References

  1. Shelenkov P.G., Pantyukhov P.V., Popov A.A. // Solid State Phenomena. 2021. V. 316. P. 159.
  2. Mastalyginaa E., Pantyukhov P., Massironic A., et al. // AIP Conf. Proc. 2020. V. 2205. № 1.
  3. Podzorova M.V., Tertyshnaya Yu.V., Pantyukhov P.V., et al. // AIP Conf. Proc. 2016. V. 1783. № 1.
  4. Alim A.A.A., Baharum A., Shirajuddin S.S.M., Anuar F.H. // Polymers. 2023. V. 15. № 2. P. 261.
  5. Rogovina S., Prut E., Aleksanyan K., et al. // J. of Appl. Polym. Sci. 2019. V. 136. № 22.
  6. Vayshbeyn L.I., Mastalygina E.E, Olkhov A.A., Podzorova M.V. // J. of App. Polym. Sci. 2023. V. 13. № 8. P. 5148.
  7. Trongsatitkul T., Chaiwong S. // Polym. Inter. 2017. V. 66. № 11. P. 1456.
  8. Reddy N., Nama D., Yang Y. // Polym. Degradation and Stability. 2008. V. 93. № 1. P. 233.
  9. Kalfoglou N.K. // J. of Appl. Polym. Sci. 1983. V. 28. № 8. P. 2541.
  10. Chang H., Zhang J., Li L., Wang Zh. // Macromolecules. 2010. V. 43. № 1. P. 362.
  11. Blázquez-Blázquez E., Pérez E., Lorenzo V., María L. Cerrada // Polymers. 2019. V. 11. № 11. P. 1874.
  12. Heimowska A., Morawska M., Bocho-Janiszewska A. // Polish J. of Chem. Tech. 2017. V. 19. № 1. P. 120.
  13. Hassouna F., Morlat-Thérias S., Mailhot G., Gardette J.L. // Polym. Degradation and Stability. 2007. V. 92. № 11. P. 2042.
  14. Kinyua E.M., Nyakairu G.W.A., Tebandeke E., Odume O.N. // Adv. Environ. Eng. Res. 2023. V. 4. № 3.
  15. Llorente-García B.E., Hernández-López J.M., Zaldívar-Cadena A.A., et al. // Coatings. 2020. V. 10. № 7. P. 658.
  16. Moura I., Machado A.V., Duarte F.M., Nogueira R. // J. of Appl. Polym. Sci. 2011. V. 119. № 6. P. 3338.
  17. Paul D.R., Bucknall C.B., eds. Polymer Blends. New York: Wiley, 1999. 592 p.
  18. Robeson L.M. Polymer Blends: A Comprehensive Review. Munich; Cincinnati: Hanser, 2007. 459 p.
  19. Потеряев А.А., Алиев А.Д., Чалых А.Е., Шапагин А.В. // Жур. физ. химии. 2021. Т. 95. № 2. С. 157.
  20. Тагер А.А. Физико-химия полимеров. М.: Химия, 1968. 545 с.
  21. Liang M., Xin X., Fan W., Wang H. et al. // Constr. and Building Mater. 2019. V. 203. P. 608.
  22. Zhou D., Zhang P., Ee W. // Phys. Rev. E. 2006. V. 73. № 6.
  23. Perea J.D., Langner S., Salvador M., et al. // J. Phys. Chem. C. 2017. V. 121. № 33. P. 18153.
  24. Weidner E., Kabasci St., Kopitzky R., Mörbitz Ph. // Materials. 2020. V. 13. № 11. P. 2550.
  25. Zhu J., Balieu R., Wang H. // Road Mater. and Pavement Design. 2021. V. 22. № 4. P. 757.
  26. Чалых А.Е., Герасимов В.К., Михайлов Ю.М. Диаграммы фазового состояния полимерных систем, 1998.
  27. Ojijo V., Ray S.S., Sadiku R.// ACS Appl. Mater. Inter. 2012. V. 4. № 12. P. 6690.
  28. Wei X.F., Hedenqvist M.S., Zhao L., Barth A. et al. // Green Chem. 2022. № 24. P. 8742.
  29. Righetti M. Cr., Lorenzo M.L., Angiuli M., et al.// Eur. Polym. J. 2007. V. 43. № 11. P. 4726.
  30. Mastalygina E.E., Popov A.A., Kolesnikova N.N., Karpova S.G. // Int. J. of Plast. Tech. 2015. V. 19. № 1. P. 68.
  31. Bartczak Z., Galeski A. // Polym. Blends Handbook. 2014. P. 1203.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. SEM images of chips of samples of blended films with 20 (a), 50 (b), 70 (c), 80 (d) wt. % PCL.

Download (643KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. DSC thermograms of mixtures with a PCL content of 0 (1), 30 (2), 70 (3) and 100 (4) wt.%.

Download (137KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Dependences of hardness (a) and density (b) on the composition of PE/PCL mixtures.

Download (137KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Initial sections of the tensile stress-strain diagrams of blends containing PCL: 100 (1), 0 (2), 80 (3), 20 (4), 50 wt. % (5) (a); dependence of MFI on the composition of PE/PCL blends (b).

Download (158KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences