Розробка наповнених поліолефінових композицій для литтєвих виробів

Abstract

Значення в’язкості, показників текучості розплаву, межі міцності при розтягуванні, відносного подовження, ударної в’язкості та морозостійкості композицій в залежності від їхнього складу визначено за стандартизованими методиками. Виявлено вплив концентрату кальциту як наповнювача та поліолефінового еластомеру як модифікатору на реологічні та фізико-механічні властивості композицій. Зі збільшенням кількості наповнювача погіршуються фізико-механічні властивості наповнених композицій, що нівелюється введенням як модифікатору новітнього поліолефінового еластомеру в кількості 5 % мас. Додавання 5 % мас. поліолефінового еластомеру до наповнених композицій надає їм морозостійкості, при цьому показник ударної в’язкості вище, ніж для композицій без модифікатору, навіть після заморожування протягом 30 діб при -18°С. Встановлено, що додавання наповнювача не збільшує в’язкість композицій, що суперечить традиційній поведінці наповнених систем. Додавання 5 % мас. поліолефінового еластомеру як модифікатору до наповнених до 20 % мас. концентратом кальциту композицій не змінює міцність композицій при розтягуванні, що становить 24 МПа, збільшує відносне подовження в 2 рази, ударну в’язкість в середньому на 8,5 % та морозостійкість композицій після заморожування протягом 30 діб за температури -18°С в середньому на 12,6 %. Результати досліджень реологічних та фізико-механічних властивостей дозволяють обрати раціональний склад композицій для досягнення заданих характеристик полімерного матеріалу для виготовлення виробів методом лиття під тиском. Показник течії розплаву композицій підвищується зі збільшенням кількості наповнювача до 50 % мас., що не збільшуватиме виробничі витрати на проведення процесу лиття у порівнянні з ненаповненими композиціями.

Значения вязкости, показателей текучести расплава, предела прочности при растяжении, относительного удлинения, ударной вязкости и морозостойкости композиций в зависимости от их состава определены по стандартным методикам. Определено влияние концентрата кальцита как наполнителя и полиолефинового эластомера как модификатора на реологические и физико-механические свойства композиций. С увеличением количества наполнителя ухудшаются физико-механические свойства наполненных композиций, что нивелируется введением в качестве модификатора новейшего полиолефинового эластомера в количестве 5 % масс. Добавление 5 % масс. полиолефинового эластомера в наполненные композиции придает им морозостойкости, при этом показатель ударной вязкости выше, чем для композиций без модификатора, даже после замораживания в течение 30 суток при -18°С. Установлено, что добавление наполнителя не увеличивает вязкость композиций, что противоречит традиционному поведению наполненных систем. Добавление 5 % масс. полиолефинового эластомера к наполненным до 20 % масс. концентратом кальцита композициям не изменяет прочность композиций при растяжении, который составляет 24 МПа, увеличивает относительное удлинение в 2 раза, ударную вязкость в среднем на 8,5 % и морозостойкость композиций после замораживания в течение 30 суток при температуре -18°С в среднем на 12,6 %. Результаты исследований реологических и физико-механических свойств позволяют выбрать рациональный состав композиций для достижения заданных характеристик полимерного материала для изготовления изделий методом литья под давлением. Показатель текучести расплава композиций повышается с увеличением количества наполнителя до 50 % масс., что не увеличит производственные затраты на проведение процесса литься по сравнению с ненаполненными композициями.

To develop filled polymer compositions based on polypropylene with different contents of calcite concentrate as a filler and the newest polyolefin elastomer as a modifier; to define the influence of the compositions on their rheological and physico-mechanical properties for production injection molded goods. The values of viscosity, melt flow index, tensile strength, elongation, and impact strength and frost resistance of the compositions depending on their composition are determined by standard methods. The influence of calcite concentrate as a filler and polyolefin elastomer as a modifier on the rheological and mechanical properties of compositions has been determined. With an increase in the amount of filler the physical and mechanical properties of the filled compositions are reduce that is offset by introducing the newest polyolefin elastomer as a modifier in amount of 5 wt. %. Addition of 5 wt. % of polyolefin elastomer in the filled composition gives them frost resistance, wherein the impact strength is higher than for compositions without the modifier even after freezing for 30 days at -18°С. It has been determined that adding of the filler does not increase the viscosity of the compositions, which contradicts the traditional behavior of filled systems. The addition of 5 wt. % of polyolefin elastomer to the filled compositions with calcite concentrate up to 20 wt.% does not change the tensile strength of the compositions which is 24 MPa, but increases elongation by 2 times, impact strength by an average of 8,5 % and frost resistance after freezing compositions at -18 °C for 30 days by an average of 12,6 %. The research results of rheological and physic-mechanical properties allow choosing the rational composition to achieve the desired characteristics of the polymer material for production goods by injection molding. Melt flow index of the compositions increases with increasing amount of filler to 50 wt. %. which does not increase the production costs of the injection molding process in comparison with unfilled compositions.