2. экспериментальная часть

3. ОБСУЖДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
В настоящее время большое внимание уделяется расширению ассортимента полимерных материалов на базе выпускаемых промышленностью полимеров, что дает возможность наиболее полно удовлетворять требования потребителей и получать максимально возможный экономический эффект от использования полимеров.
В создании полимерных материалов с широким диапазоном свойств наиболее перспективным методом является модифицирование полимеров, которое может быть осуществлено как в процессе получения полимера, так и при его переработке. Одним из примеров модифицирования выпускае­мого промышленностью полиэтилена может Служить пенополиэтилен, который обладает комплексом ценных свойств (хорошая химическая стойкость, низкие звуко- и теплопроводность, малое влагопоглощение и др.)
Благодаря небольшому объемному весу пенополиэтилен может быть эффективно применен для получения облегченных изделий, и с этой точки зрения является материалом, который обеспечивает снижение материалоемкости изделий, их себестоимости и т. д. Области применения пенополиэтилена могут быть расширены путем получения полимера с различной степенью вспенивания. Степень вспенивания характеризует изменение объема полимера в процессе вспенивания и является важной характеристикой получаемого пеноматериала и процесса вспенивания. Физико-механйческие показатели пенополиэтилена, а также его звуко- и теплопроводность находятся в зависимости от степени вспенивания.
Вспенивание полиэтилена происходит при нагревании до определенной температуры композиций, состоящей из полиэтилена, порофора и других компонентов. Температурный режим получения пено­полиэтилена определяется содержанием в композиции исходного полимера, порофора, сшивающего агента. Другие компоненты, например активаторы разложения могут косвенно влиять на температурный режим вспенивания, воздействуя на процесс разложения порофора.
Общим при проведении процесса получения пенополиэтилена независимо от состава композиции является предварительная выдержка материала под давлением при повышенной температуре. В течение этого времени порофор разлагается с образованием газа, который растворяется в расплаве полимера. После снятия давления происходит расширение газа в объеме, за счет чего и осуществляется вспенивание полиэтилена. Структура пеноматериала при таком методе вспенивания получается более однородная и мелкопористая, чем при свободном вспенивании композиции в нагретой форме. Эти особенности процесса были использованы нами при вспенивании полиэтиленовых композиций.
На сегодняшней день в Республике, а именно ШГХК выпускают выше 30 видов полиэтиленовых марок которые широко используются в различной промышленности. Следует отметить, что такое широкое потребление пенополиэтилена у нас не выпускается. В связи с этим представляло интерес создание композиций пенополиэтилена с определенными свойствами, позволяющими использовать эти материалы для конкретных целевых назначений.
При разработке полимерных композитов актуальной задачей является фактор – количества порофора, активатор разложения, инициатор влияющий на свойства пенополимеров [1].
Для исследования готовили композиции на основе полиэтилена высокой плотности Шуртанского-газохимического комплекса марки P–Y342, порофор ЧХЗ-21 (азодикарбонамид) , активатор разложения – оксид цинка и талька при различной рецептуре (таблицаЗ), при давление прессования-80 кгс/гм², температура 180°С, продолжительность выдержки под давлением-10 мин /65 /,
Выбор температуры 180° С обусловлено с тем, что ЧХЗ-21 полиэтиленовой композиции интенсивно разлагается при 180°С, что определило выбор начальной температуры прессование (рис.5.) /66/.

Рис.5. Кинетика разложения парофора ЧХЗ-21 полиэтиленовой композиции при 160(1), 165(2), 170 (3) и 180°С (4).

Как отмечалось выше одним из основных параметров влияющих на физико-химические свойства пенополиэтилена является количество порофора. Это и обосновало дальнейшие исследования по изучению влияния количества парофора ЧХЗ-21 на свойства пенополиэтилена. При этом температуру процесса поддерживали в пределах 180°С в течение 10 минутной продолжительности и давление 50 кгс/гм .
Предварительные опыты показали, что с увеличением количества ЧX3- 21 от 2 до 5 % наблюдается уменьшение кажущейся плотности от 0.4 до 0.1 г/см³, повышение степени вспенивания от 250 до 950 % и водопоглощения от 1.2 до 2,45% . Эти данные в полнее согласуется работами авторов /65/. Следует отметить с увеличением количества порофора до 4 % наблюдается одинаковые размер ячейки. Дальнейшие повышение количества ЧХЗ-21 приводит к увеличение размеров ячейки пенополиэтилена (таблица 4 ).
Таблица 4.
Сравнительные характеристики вспененных композиций на основе полиэтилена высокой плотности

Показатели	ПЭ P–Y342	ПЭ+ 2% ЧХЗ-21	ПЭ+ 3% ЧХЗ-21	ПЭ+ 4% ЧХЗ-21	ПЭ+ 5% ЧХЗ-21
Кажущаяся плотность, г/см^3	0,920	0,400	0,220	0,150	0,100
Степень всенивания, %	0	250	420	615	950
Водопоглощение за 24 час, %	0,01	1,2	1,4	1,81	2,45

Из полученных экспериментальных данных видно, что количество порофора значительно влияет на свойства, а именно степень вспенивания, увеличение значение водопоглашения свидетельствует о том, что пенокомпозиция относится к открыто ячеистыми ячейками, благодаря чему высокое водопоглошения.

В дальнейшим определяли механический свойства пенополиэтилена. Из рисунка видно (Рис.6.), что с увеличением количества порофора наблюдается уменьшение твердости пенополиэитена от 57 до 40. Полученные данные в полнее согласуется теоритическими и выше проведенными данными.

Для дополнения физико-механических свойств определяли прочность при растяжения, относительное удлинение, модуль упругости при растяжение (таблица 5). Из данных таблицы видно, что увеличением количества порофора наблюдается уменьшение прочность при растяжения, относительное удлинение, модуль упругости от 4,3 до 2,2 МПа, от 120 до 70%, от 65 до 36 МПа соответственно.
Таблица 5
Физико-механические свойства полученного пенополиэтилена

Показатели	ПЭ P–Y342	Вспененные композиции ПЭ
		ПЭ+2% ЧХЗ-21	ПЭ+ 3% ЧХЗ-21	ПЭ+ 4% ЧХЗ-21	ПЭ+ 5% ЧХЗ-21
1	2	3	4	5	6
Кажущейся плотность, г/см^3	0,920	0,400	0,220	0,150	0,100
Прочность при растяжения, МПа	11	4,3	3,2	2,7	2,2
Относительное удленение,%	600	120	100	80	70
Модуль упругости при растяжении, МПа	90-130	65	45	40	36

Примечание: 2 столбец относится к исходному полиэтилену.
Нами выше было отмечено, что на разложение температуры порофора влияет ативатор разложения. Применение активатора разложения оксида цинка приводит к резкому снижения температуры разложения газообразователя (температура прессование 160°С). Анализ литературных данных показало, что в основном в композиции активатор разложения добавляется 1:1 по отношению порофора. Надо отметить, что во всех работах отмечено дабовление сшивающего агента (перикиса дикумило). Но в нашем вслучае отсутствие этого компонента и добавление активатора разложение и порофора 1:1 соотношение, привело к коалисенция пены. Исходя из этого нами уменьшен количество активатора разложения (окись цинка, до 0,5% от массы) до образование однородного пены. Кроме этого при вспенивании существенным образом влияет размеры пор. Для регулирование пор в частности используется наполнители (тальк, кремный оксид). В частности наполнение тальком в целом приводит мелким размером пор. Это связано с тем, что тальк имеет малую дисперсность и, следовательно большую удельную поверхность порообразования. Использование в частности наполнителя с активатором разложение позволило получить материал с монолитной поверхностью и увеличенной плотностью (таблица 6 ).
Из данных таблицы видно, что при одинаковой количестве наполнителя 2% с увеличением оксида цинка наблюдается уменьшение кажущейся плотности от 0,260 до 0,240 г/см³, прочность при растяжение от 3,9 до 3,6 МПа, твердость по ТМ-2 от 55 до 60, относительное удлинение от 102 до 106%, модуль упругости при растяжения 48 до 52 МПа. Увеличение физико- механических показателей, свидетельствуют о том, что при образование пены существенно влияет наполнители и активаторы разложения, которые предопределило дальнейшие наши исследование.

Таблица 6

Физико-механические свойства пенополиэтилена

		Вспененные композиции ПЭ
Показатели	ПЭ P–Y342	ПЭ+ 3% ЧX3-21+ 0,5% ZnO+2%Taльк	ПЭ+ 3% ЧХЗ- 21+ 1% ZnO+2%Taльк
1	2	3	4
Плотность, г/см^3	0,920	0,260	0,240
Прочность при растежения, МПа	11	3,9	3,6
Относительные удленение,%	600	102	106
Модуль упругости при растяжении, МПа	90-130	48	52
Твердость по ТМ-2 усл. едн.	85	60	55
Водопоглощение, за 24 час, %	0,05	1,2	1,2

Примечание: 2 столбец относится к исходному полиэтилену

Таким образом комплекс исследований показало, влияние количества порофора, активатора разложения и наполнителя возможность получения пенопластов с широкой гаммой свойств.

выводы

1. 
   Показана принципиальная возможности получении пенополиэтилена на основе марки P–Y342 (ШГХК).
   
2. 
   Показано влияние количества порофора на технологические свойства пенополиэтилена. При этом выявлено, что с увеличением количества парофора до 5 ухудшается прочностные свойств.
   
3. 
   Показано влияние активатора разложения и наполнителя на конечных свойств пенополиэтилена. При этом выявлено уменьшение температуры переработки пенополиэтилена.
   
4. 
   По своим физико-механическим показателям полученный пенополиэтилен вполне удовлетворяет требованиям предъявляемым пенопластам применения в различных сферах.
   
5. 
   Не смотря на некоторое улучшение показателей, не позволили добиться получении монолитной структуры с помощью активатора разложения (окись цинк). Выявлено, что не использование перикисов при получении пенопласта привели некоторым трудностям и ухудшения прочностных свойств пенополиэтилена.
   
6. 
   Имеет смысл продолжения дальнейших исследований в указанном направлении в целью получения пенополиэтилена наиболее улучшенными свойствами.