Полипропилен нанокомпозитларининг структур-хоссаларининг корреляцион болилиги

Полипропилен (ПП) механик мустаҳкамлик хусусиятлари, арзонлиги, паст зичликка эгалиги, юқори термик барқарорлиги ва коррозияга чидамлилиги туфайли энг кўп ишлатиладиган полимерлардан биридир [1-5].

Ҳар бир янги полимерни синтез қилишдан маълум мақсад кўзланади, яъни ундан керакли ҳусусиятга эга бўлган буюм олиб ўз жойида самарали фойдаланишдир. Полимер асосидаги нанокомпозитлар сўнгги бир бир неча ўн йилликлар ичида назарий ва экспериментал жиҳатдан кенг қамровли тадқиқотлар олиб борилган. Полимер моддаларни синтез қилиш орқали уларга турли қўшимчалар аралаштириб қайта ишлашга тайёргарлик қилинади. Қўшимчалар полимер материалларни қайта ишлашни осонлаштиради, улардан тайёрланган буюмларни ишлатаётган вақтда иссиқлик, ёруғлик ва бошқа турдаги энергиялар таъсирига, сиқилиш, чўзилиш, зарба ва бошқа ноҳуш таъсирларга чидамлироқ қилиш, тан нархини камайтириш, керакли ранг ва оптик ҳусусиятлар бериш каби масалаларни ҳал қилади [6,7].

Ишдан мақсад ММТ билан ПП полимеризацияси жараёнида нанокомпозитларнинг шаклланиши ва хусусиятларини ўрганиш, олинган нанокомпозитларнинг таркибий тузилмаси параметрлари билан физикавий механик хусусиятлар ўртасидаги ўзаро боғлиқликни аниқлаш ва ППМА турли вариантларида нанокомпозитларни олиш учун технологик схемани ишлаб чиқишдир[11].

Рентгенструктурали таҳлил маълумотларига кўра Cloisite 20A маркали ММТ учун 2θ=7.260 ва 2θ=3.680 лардаги пиклар мос равишда қатламлар орасидаги масофа d=1.222 ва d=2.399 nm эканлигини кўрсатади (1 расм).

1-расм. Cloisite 20A (ММТ) рентген графиги

Ушбу пиклар органофиллик хусусият пайдо қилиш жараёнида қатламлар орасига модификатор кириши натижасида кенгайиб, пик кичик бурчакларга силжийди [8-10].

ППМА нинг 5 масс % улуши ўзгармаган ҳолатда тўлдирувчи миқдорини 5 масс % қўшилганда 2θ=6.6900 ва 2θ=3.1570 лардаги пиклар мос равишда қатламлар орасидаги масофа d=1.320 ва d=2.796 nm;

Тўлдирувчи миқдорини 3 масс % қўшилганда 2θ=6.6350 ва 2θ=2.0830 лардаги пиклар мос равишда қатламлар орасидаги масофа d=1.331 ва d=4.256 nm да ўзгарганлигини 2-расмдан кўриш мумкин.

2-расм. ПП//ППМА/Cloisite 20A композит рентген графиги a) 90/5/5, b) 92/5/3, c) 94/5/1

Расмдан кўриниб турибдики тўлдирувчи миқдори 5 ва 3 масс % қўшилганда пикларнинг бурчак силжиши, интенсивликлардаги ўзгариш ва қатламлар орасидаги масофанинг ўзгариши кузатилади, бу интеркалацияланган структуранинг ҳосил бўлганлигидан далолат беради. Тўлдирувчи миқдори 1 масс % қўшилганда чўққи йўқолиб эксфолиацияланган структура ҳосил бўлади.

Олинган натижаларга асосан малеинланган ПП ва тўлдирувчи қўшилиши ПП ҳусусиятларини яхшиланишига олиб келади. Буни физик-механик, термик анализ таҳлилида кўриб чиқамиз.

Олинган полимер композитлардан Рентгенструктурали таҳлил маълумотлари таранглик-мустаҳкамлик характеристикаларига боғлиқлиги тадқиқ этилди.

1-жадвалда монтмориллонит, малеин ангидриди тутган полимер нанокомпозитларининг механик характеристикалари тадқиқ этилди.

1-жадвал.

Полипропилен ва улар асосидаги нанокомпозитларнинг таранглик-мустаҳкамлик характеристикалари

№	Намуналар	Таркиби масс.%	ε Нисбий узайиш (Стандарт) Elongation at break [%] (20мм/мин)	σ Механик кучланиш (Максимум нагрузка) Tensile Strenth [МРа] (20мм/мин)	Е Юнг модули [МРа] (20мм/мин)
1	ПП(J-150)	100	870,55 ± 40,25	35,17 ± 0,25	943,00 ± 33,16
2	ППМА	100	626,61 ± 1,73	27,67 ± 0,51	687,93 ± 50,05
3	ПП/ППМА/Cloisite 20A	94/5/1	464,72 ± 165,30	35,61 ± 1,61	976,19 ± 30,29
4	ПП/ППМА/Cloisite 20A	92/5/3	255,15 ± 87,82	39,20 ± 0,32	1198,81 ± 30,73
5	ПП/ППМА/Cloisite 20A	90/5/5	173,52 ± 69,08	36,36 ± 1,75	1107,43 ± 130,82

1-жадвалдан кўринадики, композит таркибида малеинизацияланган полипропилен мавжудлиги модификацияланган монтмориллонит тутган композитларнинг таранглик модули (Е) ортишига олиб келди. Полимерда алюмосиликат заррачаларининг эксфолиацияланган қисмининг ортиши билан унинг таранглик модули ҳам ортиши аниқланди. Жадвалда келтирилган композитлар сериясидан кўринадики, бу ҳолат таранглик модули дастлабки ППга нисбатан 30 % га юқори бўлган ПП/ППМА/ Cloisite 20A (таркиб 92/5/3 мас.%) нанокомпозитида яққол кузатилди.

Композитнинг ДСК термограммалари 3-расмда келтирилган. Тўлдирувчи миқдори ортиб бораётганлиги сабабли композитларнинг эриш нуқтаси ПП га нисбатан бироз камаяди.

3-расм.

20A композит

a)ПП,

92/5/3,

Бироқ га киритиш

ПП/ППМА/Cloisite

ДСК термограммалари b)94/5/1,         c)

d) 90/5/5

тўлдирувчини ПП ПП нинг термал стабиллигини сезиларли даражада оширади. Композитнинг таркибидаги тўлдирувчи миқдори ортганда термал ҳарорат ПП дан юқори бўлиб, жуда яхши термал стабиллик кўрсатди.

4-расм. ТГ эгри чизиғи

Олинган натижаларга асосан полипропилен, малеинланган полипропилен ва модификацияланган монтмориллонитни аралаштиришнинг қатламли алюмосиликат эксфолиацияси амалга ошиши имконини берувчи оптимал шароитлар аниқланди.

Фойдаланилган адабиётлар

• 1.    Okamoto M, Morita S, Kim YH, Kotaka T, Tateyama H. Polymer

  2001;42:1201.

• 2.    Gleixner G. Flame retardant PP fibres-lateat developments. Chem Fibers Int 2001;51:422–4.

• 3.    Мамедова Р.Л., Багирбеков Х.В., Аббасова Н.М., Гаджиева Е.Г. Матер. Рос. конф. Актуаль. Проблемы химии высоких энергий. М.: Изд. Граница, 2015. С. 244–246.

"Экономика и социум" №9(100) 2022