НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ЭКСТРУЗИЯ В ТЕХНОЛОГИИ НАНОКОМПОЗИТОВ ПОЛИЭТИЛЕНТЕРЕФТАЛАТ/ГЛИНА

Characteristic features of the structure and mechanical properties of nanocomposites based on polyethylene terephtalate (PET) and layered clay silicates (LCS) were studied. Na+-montmorillonite (not treated) and organoclay Cloisite 30B were used as LCS. The materials were compounded by means of the extrusion technology using a twin-screw extruder (the diameter of screws was equal to 35 mm, L / D = 40. The temperature of the main compounding zones was above the PET melting temperature for melt extrusion, and ≈50 °С and ≈100 °С below that temperature for low-temperature extrusion. It was found that the change from the regime of melt extrusion to that of low-temperature extrusion promoted the increase in the deformation-strength properties of the PET/clay nanocomposites. The X-ray diffraction analysis showed that the degree of nanoclay intercalation in the PET matrix increased with changing to the low-temperature extrusion regimes. The nanoclays appeared to cause a nucleating effect on the PET crystallization; this effect became stronger with higher degrees of polymer overcooling in the material cylinder of the extruder.Исследованы особенности структуры и механических свойств нанокомпозитов на основе полиэтилентерефталата (ПЭТ) и слоистых глинистых силикатов (СГС). В качестве СГС использованы исходный, не обработанный ПАВ, Na+-монтмориллонит и органоглина Cloisite 30B. Компаундирование материалов осуществляли по экструзионной технологии с использованием двухшнекового экструдера (диаметр шнеков 35 мм, L / D = 40) при температуре в основных зонах смешения, превышающей температуру плавления ПЭТ (экструзия в расплаве) и ниже этой температуры на ≈50 °С и ≈100 °С (низкотемпературная экструзия). Показано, что переход от режима, характерного для экструзии в расплаве, к низкотемпературной экструзии способствует повышению показателей деформационно-прочностных свойств нанокомпозитов ПЭТ/глина. По данным рентгеноструктурного анализа степень интеркалирования наноглин в матрице ПЭТ, особенно не обработанного ПАВ монтмориллонита, повышается при переходе к режимам низкотемпературной экструзии. Установлено нуклеирующее влияние наноглин на кристаллизацию ПЭТ, усиливающееся при повышении степени переохлаждения полиэфира в материальном цилиндре экструдера

ВЛИЯНИЕ ГИБРИДНОГО НАПОЛНЕНИЯ КОРОТКИМ СТЕКЛОВОЛОКНОМ И ТЕРМОРАСШИРЕННЫМ ГРАФИТОМ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА ПОЛИЭТИЛЕНТЕРЕФТАЛАТА

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. 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.