Poli̇mer kompozi̇tləri̇n quruluşu və xassələri̇ni̇n vəzi̇yyəti̇ haqqında i̇cmal

Vikipediya, açıq ensiklopediya
Keçid et: naviqasiya, axtar

Bu işdə mineral və polimer kompozitlərin müxtəlif tipləri əsasında polimer kompozisya materiallarının alınması və emal edilməsi problemlərinin icmalı verilmişdir. Mexaniki-kimyəvi modifikasiya prosesində polimer kompozitlərin ərimə vəziyyətində müxtəlif ingredientlərlə geniş variasiyasının prinsipial imkanları göstərilmişdir.

Doldurulmuş polimerlər fasiləsiz heterofazalı kompozisiya materiallarıdır. Onlarda doldurucular xaotik və müəyyən sıra ilə bərk, maye və yaxud qaz şəklində yerləşmişdir. Bu maddələr matrisanın həcminin bir hissəsini doldurur. Bu zaman nadir tapılan və çox qiymətli xammalın istifadəsini azaldır, və yaxud kompozisiyalara yeni keyfiyyət verərək onları modifikasiya edir. Doldurulmuş polimerlər əksər hallarda plastik kütlələrdən, rezin, lak rəngləyici materiallardan, yapışqan və başqa kompozisya materiallardan alına bilər. Polimer matrisanın tipindən asılı olaraq onları doldurulmuş reaktolaylara, termolaylara və kauçuklara bölürlər. Doldurucunun növündən asılı olaraq dispers hissəciklərlə doldurulmuş plastikləri (müxtəlif formalı dispers hissələr, o cümlədən xırdalanmış liflər), armaturlaşdırılmış plastiklərə, qazla doldurulmuş plastiklərə, yağla doldurulmuş plastiklərə bölürlər [1-6].

Doldurucunun təbiətindən asılı olaraq doldurulmuş polimerləri asboplastiklərə (doldurulmuş asbest), qrafitoplastiklərə (doldurulmuş qrafit), agac laylı plastiklərə (agac şpon), şüşə plastiklərə (şüşəli liflər), borplastiklərə və nanokompozitlərə (nanohissəciklər 5-100 nm ola bilir) və s.hissələrə ayırırlar.

Doldurulmuş polimerlərin xassələri quruluşların xarakterik xüsusiyyətləri, polimer matrisanın və doldurucunun qarşılıqlı uyğunluğu, dispersiyası və doldurucunun polimerin həcmində paylanma xarakteri və polimer-doldurucu bölməsinin sərhədində qarşılıqlı hərəkəti ilə təyin olunur. Doldurucu polimer matrisanın xassələrini yaxşılaşdıra və ya pisləşdirə bilər. Bu isə əsasən qarışığın komponentlərinin düzgün seçimindən, onların uyğunluğundan və gözlənilən xassələrin proqnozlaşdırılmasına balanslaşmış yanaşmadan asılı olacaq [7-9].

Çox zaman doldurulmuş kompozitlərin alınması üçün bərk dolduruculardan istifadə edirlər: dənəvər formalı nazikdispers (texniki karbon, agac kəpəyi, kvars, təbaşir, kaolin), və yaxud plastik lövhəli (talk, slyuda, qrafit, kaolin və s.) həmçinin sap əyrici, jqut, liflər, kağızlar, torlar formasında müxtəlif lifli materiallar [10].

Qaz hopdurulmuş materialları xüsusi agent poroforların iştirakında köpükləndirmə yolu ilə və yaxud tez uçan komponentlərin mexaniki köpükləndirməsi ilə alırlar. Porofor istifadə etməklə qazdoldurulmuş polimerlərin alınması texnologiyası öyrənilmişdir[11]. Bu zaman qazdoldurulmuş polimerlərin qatışıqlar əsasında alınmasının prinsipial imkanları geniş araşdırılıb və tamamilə uyğun-olmayan polimerlər istifadə olunub.

İki və ya üç komponentli polimerlərin uyğunluğunu yaxşılaşdırmaq üçün qraftsopolimerlər və yaxud xırdadispersli üzvi-birləşmələrdən (quruluş yaradanlar), əsaslı kompatibilizatorlar kimi istifadə etmişlər [12-14].

Ərintinin qatılığının artırılması və qaz doldurucunun polimer kütləsinin kənarına çıxmasını aradan qaldırmaq üçün dikumil perekisi-birləşdirici əlavə edilir. Penopolimer materialların alınma texnologiyasının hazırlanması imkan verdi ki, kompozisiyaların mexaniki- kimyəvi verilmiş makro quruluş və xüsusiyyətlərlə sintezi həyata keçirilsin [11].

Polimer kompozisiyon materiallar şüşə lifləri ilə armaturlaşdırılmış, əridilmiş qeyri-üzvi şüşə ilə formalaşdırılır. Matrisa qismində çox zaman həm termoreaktiv, sintetik qətran (fenollu, epoksidli,iefirli və s.), həm də termoplastik polimerlər (poliamidlər, polietilen, polistirol və s.), tətbiq edilir. Bu materiallar lazımi yüksək möhkəmliyə, aşağı elektrik keçiriciliyə, yüksək elektroizolyasiyalı xassələrə malikdir. Bundan başqa onlar radiodalğaları üçün uygundur. Şüşəplastiklərdən İkinci Dünya müharibəsinin sonunda antenalar üçün müqavimət sipəri-kümbəzvari konstruksiyaların hazırlanması üçün istifadə edirdilər. Onlarda antennanın lokatoru yerləşir. İlk armaturlaşdırılmış şüşə plastiklərdə liflərin sayı çox deyildi. Liflər başlıca olaraq zərif matrisanın kobud defektlərini neytrallaşdırmaq üçün istifadə edilirdi. Ancaq zaman keçdikcə matrisanın təyinatı dəyişdi. O möhkəm liflərin öz arasında yarışmasına xidmət edirdi. Şüşə plastiklərdə liflərin tərkibi kütləyə görə 80%-dir. Doldurucu kimi, şüşə liflərdən hörülmüş parça, şüşətekstalit adlanır. Stekloplastiklər çox ucuz materiallardır. Onlardan tikintidə, gəmiqayırmada, radioelektronikada, məişət əşyaları istehsalında, idman inventarlarında, müasir pəncərə çərçivəsi ücün şüşə paketlər alınmasında geniş istifadə edirlər [15].

Bəzi polimer kompozitlərdə doldurucu kimi karbon lifləri xidmət edir. Karbon liflərini sintetik və təbii akrilonitril, neft və daş kömür qətranından alınan sintetik və təbii liflər əsasında alırlar. Liflərin termiki işlənməsi, bir qayda olaraq üç mərhələdə keçir. Oksidləşmə -220°C, karbonlaşma -1000-1500°C və qrafitləşmə -1800-3000°C.

Tərkibində yüksək karbon olanlar (kütləyə görə 99,5% olan) yüksək tərkibli liflərdir. İşlənmə rejimindən və ilkin xammaldan asılı olaraq alınmış karbon lifləri müxtəlif quruluşa malikdir. Karbon plastiklərin alınması və şüşə plastiklərin hazırlanması üçün eyni matrisalar istifadə olunur. Bu çox zaman termoreaktiv və termoplastik polimerlərdir.

Karbon plastiklərin şüşə plastiklərdən əsas üstünlüyü onların aşağı sıxlığı və çox yüksək elastiklik modulu ilə əlaqədardır. Bu plastiklər-çoxyüngül, və eyni zamanda möhkəm materiallardır. Karbon lifləri və karbon plastikləri praktiki olaraq xətt üzrə genişlənən sıfır koeffisientinə bərabərdir. Bütün karbon plastiklər elektriki yaxşı keçirirlər, buda onların tətbiq dairəsini məhdudlaşdırır. Karbon plastiklər aviasiyada, raketquraşdırmada, maşınqayırmada, kosmos texnikasının istehsalında, tibb texnikasında, protezlərin, yüngül velosipedlərin və başqa idman inventarlarının hazırlanmasında istifadə edilir [15].

Karbon liflərinin və karbon matrisasının əsasında kömürqrafitli, ən termodözümlü kompozit materiallar yaradırlar. Bunlar da inert və yaxud bərpa mühitində 3000°C temperatura uzun müddət dözə bilir.

Belə materialların istehsalının bir neçə üsulu var. Onlardan birinə görə karbon lifləri fenol formaldehidli qətrana hopdurulur və yüksək temperatura (2000°C) məruz qalır.

Bu zaman üzvi maddələrin pirolizi baş verir və karbon yaranır. Material az məsaməli və çox sıx olsun deyə, əməliyyatı bir neçə dəfə təkrar edirlər. Karbon materialının alınmasının başqa bir üsulu adi qrafitin yüksək metanlı atmosfer temperaturunda yandırılmasıdır. Metanın pirolizi nəticəsində yaranan xırdadispersli karbon, qrafitin quruluşunda bütün deşikləri bağlayır. Belə materialın sıxlığı qrafitin sıxlığından (müqayisədə) bir dəfə yarım çox olur.

Karbon plastiklərdən yüksək temperaturlu raket texnikasında sürət təyyarələrinin bağlarını, təyyarələrin tormoz qəliblərini və kosmik gəmilərin elektrotermik avadanlıqlarını düzəldirlər [6-8,15].

Tərkibində doldurucu qismində borlu liflər olan kompozit materiallarda (termoreaktiv polimer matrisaya tətbiq olunan) liflər monosaplar və jqutlar çəklində ola bilər (bor lifləri başqa saplarla qarışıq olur). Sapların böyük möhkəmliyi sayəsində alınmış material yüksək mexaniki xassələrə malikdir, həm də aqressiv şəraitə dözümlü olur (borlu liflər sıxılma zamanı bağqa liflərlə müqayisədə yüksək möhkəmliyə malik olur). Ancaq materialın zərifliyi onların işlənməsini çətinləşdirir, borplasdtiklərdən olan məmulatların formasına məhdudiyyət qoyur.

Bundan başqa, borlu liflərin dəyəri çox yüksəkdir (təxminən 400$/kq). Bu da onların alınma texnologiyasının xüsusiyətləri ilə bağlıdır (bor - çökdürmə üsulu ilə, volfram iştirakında xloriddən alınır). Onun qiyməti lifin qiymətinin 30%-nə bərabərdir. Bor plastiklərin termiki xüsusiyyətləri matrisanın termodözümlülüyü ilə təyin olunur. Ona görə də, işlək temperaturlar, bir qayda olaraq yüksək deyil.

Bor plastiklərin tətbiqi borlu liflərin istehsalının yüksək dəyərli olması ilə məhdudlaşır. Ona görə də onlar başlıca olaraq aviasiya və kosmik texnika detallarında istifadə olunur. Bu detallar uzun müddətli istifadəyə dözür [8,15]. Doldurucu kimi tərkibində bəzən təbii və süni liflər (jqut, sap, kağız formasında olan),olan termoaktiv orqanoplastiklərdə matrisa kimi, bir qayda olaraq, epoksidli, poliefirli və fenollu yağlar, həmçinin poliimidlər çıxış edirlər. Materialın tərkibində 40-70% doldurucu olur. Termoplastik polimer-polietilen əsasında olan üzvi plastiklərdə doldurucunun tərkibi (məzmunu) böyük həcmdə 2%-dən 70%-ə qədər variasiya olunur.

Üzviplastiklər aşağı sıxlığa malikdir, onlar şüşə və karbon plastiklərdən yüngüldür, bu da dartılarkən yüksək möhkəmliyə bağlı olması ilə əlaqədardır. Zərbəyə, dinamik yüklənməyə müqaviməti yuksək,ancaq eyni zamanda sıxılma və əyilmə zamanı isə aşağı möhkəmliyə malikdirlər [15-17].

Üzvi plastiklərin mexaniki xassələrinin yaxşılaşmasında doldurucunun makromolekullarının orientasiya dərəcəsi vacib rol oynayır. Möhkəm zəncirli polimerlərin makromolekulları kimi poliparofeniltereftalimid (kevlar) əsasən, liflərin oxu ətrafına əsaslanır və ona görə də liflər boyunca dartılarkən yüksək möhkəmliyə malik olur. Kevlarla armaturlaşdırılmış matreiallardan gülləqoruyucu zireh jiletləri hazırlayırlar [15-17].

Üzvi plastiklər avto, gəmi, maşınqayırma, avia və kosmik texnikada, radioelektronikada, kimya maşınqayırmasında, idman avadanlıqlarının istehsalında geniş tətbiq olunur. Doldurulmuş polimerlərin 10000-dən çox markası məlumdur. Doldurucular həm materialın dəyərinin aşağı düşməsi üçün, həm də ona xüsusi xassələr vermək üçün istifadə olunur.

Doldurulmuş polimeri ilk olaraq doktor Baekelend (Leo H.Baekeland, ABŞ) istehsal etmişdir. O 20-ci əsrin əvvəllərində fenolformaldehid qətranının (bakelit) sintez üsulunu kəşf etmişdir. Bu qətran öz-özlüyündə yüksək möhkəmliyi olan kövrək maddədir. Baekelend aşkar etmişdir ki, liflərin, o cümlədən oduncaq ununun qətrana əlavə edilməsi (bərkiyənə qədər) onun möhkəmliyini artırır. Onun yaratdığı material (bakelit) tez məşhurlaşdı.

Bakelitin hazırlanma texnologiyası sadədir. Qismən möhkəmləndirilmiş polimer və doldurucu (press-toz) təzyiq altında möhkəmləndirilmiş formaya keçir. Ilk seriya buraxılışı 1916-cı ildə olmuşdur. “Rolls-Roys”avtomobilinin sürət dəyişdiricisinin tutqacı bu kompozisiyadan hazırlanmışdır[18-20].

Bu gündə termoreaktiv polimerlər geniş istifadə olunur. Doldurucuların polimer kompozitlərin xassəllərinə güclü təsir effektini yaxşılaşdırmaq üçün silanlı appretləri tətbiq edirlər. Silanlar kompozit materialın ayrı-ayrı fazaları arasında adgeziya yaradır (Plastmasın funksional doldurucuları, M.Ksantosun redaktəsi ilə).

Bu fazalar üzvi polimerlər, qeyri-üzvi doldurucular və yaxud lifli gücləndiricilərdir. Silanlar əvvəlki zəif səthlər arasında molekulyar, yəni güclü stabil sulu və kimyəvi dayanıqlı olan körpücüklər yaradır.

Mineral doldurucunun üst hissəsində silanların hidrolizi və kondensasiyası olur. Bunun nəticəsində oliqomerli silanlı quruluşlar yaranır. Oliqoölçülü silanlar sənayedə istehsal olunur. Onlar aşağı qatılığı olan mayelərdir [15]. Standart ekstruder, plastikator və yapışdırıcıların dövriyyə sadəliyi və işlənmə təhlükəsizliyi uçucu məhlulların çıxımının aşağı düşməsi ilə sığortalanıb. Orqanosilanlar, üstqat hidroksil qrupları ilə reaksiyaya girir və doldurucunun üst qatı ilə kovalent rabitə əmələ gətirir (şəkil 1).

Şəkil 1. Doldurucunun silanlı səthinin sxematik təsviri.

Beləliklə onlar yüksək konsentrasiyalı reaksiya qabiliyyətli hidroksillər və lazımi qədər üst qat suyunun olması kimi effektlidir.

Kremnezem, silikatlar, oksidlər və hidrooksidlər silanlarla müqayisədə yüksək reaksiya qabiliyyətinə malikdirlər. Hər hansı üst qatın silanla modifikasiyası öz qiymətini praktiki təcrübələrlə təsdiqləməlidir. Silanın parametrlərinin istehsalı polimer kompozitlərin optimal formasına gətirib çıxarır[15].

İndi termoplastik, termoreaktiv polimerlərin müxtəlif doldurucuları tətbiq olunur. Kalsium karbonatı və kaolin (ağ gil) ucuzdur, onların ehtiyatları praktiki olaraq məhdud deyil, ağ rəng materialı rəngləndirmək imkanı verir [15-17].

Bərk və elastik polivinilxlorid materialları boru istehsalında, elektroizolyasiya, üzlük daşlarda, poliefirli şüşəplastiklərdə, polietilenin və polipropilenin doldurucularında istifadə edilir. Talkın (yumşaq ağ toz) propilenə əlavə edilməsi həmin polimerin elastikliyini və istiliyə dözümlülük modulunu artırır. His (saja) çox zaman rezinlərin doldurucusu kimi çıxış edir, ancaq həm də polietilenə, polipropilenə, polistirola daxil edilir.

Həmişəki kimi üzvi doldurucular olaraq oduncaq unu, üyüdülmüş qoz qabığı, bitki və sintetik liflər tətbiq edirlər. Bioparçalanan kompozitlərin yaranması üçün doldurucu kimi nişasta istifadə olunur [19-20].

Tekstolitlərin alınma texnologiyası 1920-ci illərdə fenolformaldehidli qətran əsasında işlənilmişdir. Parça qətrana hopdurulur, sonra yüksək temperaturda presləşdirilir. Bunun da nəticəsində tekstolit plastinlər alınır.

Tekstolitlərin ilk olaraq tətbiqi kimi, mətbəx stollarının örtüyündə istifadəsini qiymətləndirməmək çətindir. Tekstolitlərin əsas alınma prinsipləri qalmaqdadır, ancaq indi onlardan təkcə plastinlər yox, həm də fiqurlu məmulatlar formalaşdırılır. Əlbəttə bu materialların tətbiq dairəsi genişlənib.

Bağlayıcı kimi tekstolitlərdə termoreaktiv və termoplastik polimerlərin geniş tətbiqi çıxış edir. Bəzən hətta silikat və fosfat əsaslı qeyri-üzvi bağlayıcılar tətbiq edilir. Doldurucu kimi müxtəlif liflərdən, pambıq, sintetik, şüşə, karbon, azbest, bazaltdan istifadə edilir. Tekstolitlərin xassələri və tətbiqi müxtəlifdir [21-23].

Əlavələr edilməsi yolu ilə üzvi polimerlərin modifikasiyası (bəzi istisnalar olmaqla) fasiləsiz polimer fazasından ibarət olan çoxfazalı sistemlərin yaradılmasına gətirib çıxarır. Alınmış qatışıqlar onların xassələrini təyin edən unikal mikrostrukturası ilə xarakterizə olunur [14].

Modifikasiya olunmuş əlavələrin tətbiqini vacib sayan başlıca səbəblər aşağıdakılardır:

  • xassələrin yaxşılaşması və modifikasiyası.
  • dəyərin ümumi aşağı düşməsi.
  • yenidən işlənmə şəraitinin yaxşılaşdırılması və nəzarəti.

Modifikasiya olunmuş polimer sistemlərin tipləri bunlardır; polimer kompozitlər, polimer-polimer qatışıqları və penopolimerlər [21]. Polimer kompozitlər qeyri-üzvi, və yaxud üzvi modifikasiya əlavəli polimer qatışıqlardır. Beləliklə, onlar iki və daha çox komponent , ya da çox fazalardan ibarət olurlar.

Əlavələr fasiləsiz ola bilər. Məsələn, uzun liflər və yaxud lentlər. Belə əlavələr polimerə müntəzəm qeometrik yerləşməsinə görə əlavə olunur və onlar məmulatın ölçülərinə görə lif əsaslı termoreaktiv laminatların geniş yayılmış tanış nümunəsidir. Bunlar yüksək keyfiyyətli polimer kompozitlər kimi klassifikasiya olunur. Digər tərəfdən, modifikasiya olunmuş əlavələr fasiləsiz (qısa) ola bilməz, belə ki, məsələn, qısa liflər (deyək ki, <3sm.uzunluğu) plastinkalar, kürəciklər yaxud müəyyən formasız hissələr; onlar fasiləsiz matrisada dispersləşir. Belə sistemlər adətən termoplastik matrisaya əsaslanır və az yüksəkkeyfiyyətli olmayan polimer kompozitlər kimi çıxış edirlər [2,3,6,15]. Öz fasiləsiz əlavəli analoqlarından fərqli olaraq polimer kompozitlər üçün modifikasiyalı əlavələr müxtəlif cür klassifikasiya olunur.: gücləndirici elementlər, doldurucular və yaxud armaturlaşdırılmış doldurucu-lar.

Polimerdən fərqli olaraq, daha möhkəm və bərk olan gücləndirici elementlərin, adətən, modulu və möhkəmliyi yüksəkdir. Beləliklə, mexaniki xassələrin modifikasiyasına onların birinci funksiyası kimi baxmaq olar, baxmayaraq ki, onalrın iştirakı ciddi şəkildə istilik genişlənməsinə, şəffaflığa, termik stabilliyə təsir edə bilməz.

Fasiləsiz gücləndirici elementləri olan kompozitlərdə, başlıca olaraq, termoaktiv matrisada, uzun liflər və yaxud lentlər, müəyyən həndəsi sırada olmaqla, kompozitin başlıca komponentləri ola bilər. Seçilmiş (orientasiya kompozitlərində onlar 70% həcmi təçkil edə bilər) fasiləsiz kompozitlərdə gücləndirici elementlər kompozitdə müxtəlif orientasiyada, həm də müxtəlif həndəsi sırada yerləşib. Çox zaman bu ekstruziya və yaxud təzyiq altında ərinti şəraitində alınır. Bu halda əlavələrin tərkibi, adətən, 30-40%-i ötüb keçir. Qeyd etmək lazımdır ki, ancaq fasiləsiz orientasiyalı liflərin termoplastikli kompozitlərinin sənaye üsulu ilə hazırlanmasının üsulları mövcuddur, bu da imkan verir ki, çoxfunksiyalı plastiklərdə istifadə üçün liflərin alınmasını təmin edilsin [2,6].

Bütövlükdə, həm fasiləsiz, həm də fasiləsiz olmayan polimer kompozitlərin xassələrinə təsir edən parametrlərə aşağıdakılar daxildir:

  • modifikator əlavələrin xassələri (xüsiusi xassələr, ölçü forma,)
  • tərkib.
  • fazalı sərhədlərdə komponentlərin qarşılıqlı əlaqəsi. Bu da qalın bölüşdürücü qatın mövcudluğu ilə əlaqədardır. Bu da “fazaarası sərhəd” adlanır.
  • istehsal üsulu.

İstehsal üsullarına gəlincə isə, doldurulmamış, modifikasiyasız termoplastların işlənməsi üçün tətbiq olunan bütün proseslər fasiləsiz olmayan sistemlərin işlənməsi üçün istifadə oluna bilər (köpükləndirilmiş dənəvər polimerlər istisna olmaqla). Termoformadan başqa iri quruluşlu məmulatların istehsalı üçün gücləndirilmiş termoplastik liflərin isti ştamplaşdırılması tətbiq edilir.

Doldurucudan çox zaman termoreaktiv proseslərdə istifadə etmək olar. Əlavələrin konsentratı və özünün xassələri, həmçinin matrisa ilə qarşılıqlı əlaqəsi kompozitin yenidən işlənməsinə nəzarət edən vacib parametrlərdir [19,22].

Ənənəvi olaraq dolduruculara onların xoşagəlməz formasına görə, kimyəvi tərkibinə görə modifikasiyalı əlavələr kimi baxılırdı. Onlar az da olsa polimerin elastiklik modulunu artıra bilər, o vaxt möhkəmlik dəyişilməz qalır və yaxud kiçilir. Onların üstünlüyü çox qiymətli polimerin qarışması hesabına materialın dəyərinin aşağı düşməsindədir.

Başqa potensial iqtisadi mənafeyi çox elektrikeçiricliyində və deformasiya nəticəsində xarab məhsulların azalmasındadır.

Doldurucunun tipindən asılı olaraq polimerlərin bağqa xassələrinə də toxunula bilər, məsələn lifli materialları daxil edərək ərintinin qatılığı yüksələ bilər. Başqa tərəfdən çoxlu sayda qeyri-üzvi doldurucu istifadə edərkən təzyiq altında tökmə zamanı və istilikdən genişlənmə azalır.

“Gücləndirici doldurucu” termini fasiləsiz olmayan əlavələrin təsviri üçün daxil edilmişdir. Polimerin mexaniki xassələrinin yaxşılaşması məqsədi ilə forma, həndəsi və yaxud üst kimyəvi tərkibi modifikasiya olunmuşdur. Qeyri-üzvi gücləndirici doldurucu matrisadan bərkdir və ondan az deformasiya olunur. Bu da matrisanın deformasiyasının kiçilməsinə gətirib çıxarır, xüsusən, matrisanın hissəciklərinin sərhədi yanında liflər polimerə toxunur, deformasiyanı aşağı salır və bərkliyi çoxaldır.

Gücləndirici doldurucu üçün aşağı aspekt münasibət vahidə bərabərdir. Doldurucunun effektliyini qiymətləndirmək üçün faydalı parametr, onun üst səthi sahəsinin, A ,həcmə, V,olan münasibətidir. Lazımi keyfiyyəti almaq üçün maksimal dərəcədə yüksək olmalıdır . A/V maksimal münasibəti əldə etmək üçün və matrisanın hissəciklə qarşılıqlı əlaqəsi liflər üçün az, a>>1, tələb edilir və plastinkalar üçün 1/a <<1-dir [6-8].

Gücləndirici doldurucular yaradarkən bu prosesin və yaxud materialın modifikasiyasının məqsədi hissəciklərin aspekt münasibətinin artması, onların uyğunluğunun yaxşılaşdırılmasıdır.

Belə modifikasiyalar doldurucunun təkcə funksiyasını gücləndirə və optimallaş-dıra deyil, həm də əlavə funksiyalar gücləndirə və təmin edə bilər.

Mövcud doldurucularn qarışdırılma və yaxud modifikasiya yolu ilə alınan geniş funksiyaları onların tətbiq diapazonunu genişləndirir [2,15].

Polipropilenin sənaye üsulu ilə istehsalından sonra yaranan doldurucuların birinci nəsli talk plastinkalarını və asbest liflərini özündə birləşdirdi. Bunlar da bərkliyə və istiyə dözümlülüyə yaxşı təsir göstərir.

İnsan üçün ziyanlı olduğu üçün asbestə əvəzedici axtarılması kalsium karbonatın hissəciklərinə və slyudanın pulcuqlarına – ikinci nəsil dolduruculara gətirib çıxartdı. Slyuda talkdan bərkliyə və istiliyə dözümlülüyə münasibətdə çox effektli oldu. Kalsium karbonatı isə bərkliyin çoxalmasında az effektli oisa da, ancaq ПП qomopolimerlərinin zərbə dözümlülüyünü artırdı.

Adgeziyanın gücləndirilməsi məqsədi ilə slyudanın üst hissəsinin modifikasiyası (bağlayıcı agentlər vasitəsilə), həmçinin dispersiyanı yaxşılaşdırmaq məqsədi ilə kalsium karbonat stearatlarının modifikasiyası bu funksiyaları gücləndirmiş və əlavə üstünlüklər vermişdir. Bu emal edilmənin yaxşılaşdırılması uzunmüddətli istilik təsiri zamanı rənglənmənin effektivliyi və qocalmanın azalmasıdır. Başqa doldurucu tamamilə yeni funksiyalar ortaya çıxarır. Məsələn, bariyum sulfat səsin boğulmasını gücləndirir, vollostanit cızıqlara dözümlülüyü yaxşılaşdırır, bərk şüşə körpücüklər sıxlığı azaldır, dispers dolduruculu şüşə liflər toplusu unikal xassələr yaradır. Onları eyni tipli doldurucudan almaq mümkün deyil [23-27].

Yeni xassələr yaradan doldurucular ailəsinə daha bir nümunə perlamuturlu piqmentlərdir. Bunlar özəl qılaf (qişa) quruluşlu texnologiyanın köməyi ilə yaradılır. Onlara slyudadan, kremnezemdən, qlinozem və yaxud şüşədən olan plastinka formalı altlıqlar aiddir. Onlar oksidnanohissəciklərlə, məsələn, TiO2, fe2O3, Fe3O4, CrO3 örtülmüşlər. Ənənəvi dekorativ tətbiqlərdən başqa uyğun birləşmələri seçərkən altlıq/örtüyün yeni tətbiq sahələri mümkündür. Bunlar günəş istisini əksetdirmə, plastiklərin lazer markalaşması və elektrik keçiriciliyidir [28-30].

“Doldurucu” termini genişdir və böyük material diapazonunu özündə birləşdirir. Burada doldurucular bərk dispers materiallar kimi (üzvi və qeyri üzvi) sərbəst təyin edilib. Onların qeyri-müntəzəm forması iynəvari, liftşəkilli və yaxud plastik ola bilər və plastiklərə böyük həcmdə daxil edilirlər. Piqmentlər və elastoölçülü matrisalar adətən bu təyinata daxil edilmirlər [31-35].

Doldurucu kimi işlədilən üzvi və qeyri-üzvi birləşmələrin müxtəlif kimyəvi quruluş forması, ölçüsü və xüsusi xassələri var.

Bu adətən bərk materiallardır; matrisada ərimə zamanı qarşılıqlı qatılmır, həm bərk halda, həm də müəyyən dispers quruluşlar yaradaraq onların fərqli xüxsusiyyəti yüksək konsentrasiyalarda tətbiq edilməsidir (>5% həcmcə). Bəzi üst modifikatorlar və texnoloji əlavələr aşağı konsentrasiyalarda istifadə olunurlar. Doldurucuları həm qeyri-üzvi substansiyalar kimi klassifikasiya etmək olur. Sonra kimyəvi xassələrinə, yaxud forma və ölçülərinə, aspekt münasibətinə görə bölmək olar. Çox istifadə olunan tozşəkilli doldurucular sənaye minerallarıdır. Bunlara talk, kalsium karbonat, slyuda, kaolin, vallastoniti aid etmək olar [31,36,38].

Doldurucunun ən rahat reaksiyası sxemi onların xüsusi spesifik funksiyaya uyğun olmasıdır. Məsələn, mexaniki, elektrik və yaxud termik xassələri, oda dözümlülük, emal xarakteristikası, mayelərin keçiriciliyi, yaxud kompozitlərin hazırlanma dəyərinin modifikasiya qabiliyyətidir.

Doldurucular çoxfunksiyalıdır və onlar ilk funksiya və bir sıra əlavə funksiyalar kimi xarakterizə oluna bilərlər [39-41].

Beləliklə, yuxarıda verilənlərin əsasında müxtəlif polimer və mineral doldurucuların istifadəsi imkan verir ki, polimer kompozitlərin vacib xassələr kompleksini geniş sahələrdə istifadə edək.

Dispers və lifli doldurucuların seçilməsi elə materialların alınmasına imkan verir ki, onlar öz istismar xassələrinə görə ilkin polimer matrisadan köklü şəkildə fərqlənir.

Aydın olur ki, bütöv polimer kompozitlər toplusunun işlənməsi (emalı) və alınması, plastmas emalı ilə məşğul olan konstruktorlara və mütəxəssislərə imkan verir ki, ektruziya prosesinin texnoloji imkanlarını və təzyiq altında süzməni geniş şəklidə variyasiya etsinlər.

Mənbələr[redaktə | əsas redaktə]

  1. Липатов Ю. С., Физическая химия наполненных полимеров, М., 1977;
  2. Промышленные полимерные композиционные материалы, пер. с англ. Под ред. В.Н. Кулезнева, М., 1980;
  3. Naibova T.M. Yüksəkmplekullu birləşmələrin kimyəvi texnologiyası. Bakı:2014, 366 s.
  4. Тараканов О. Г., Шамов И. В., Альперн В. Д.,Наполненные пенопласты, М., 1989;
  5. Брык М. Т., Деструкция наполненных полимеров, М., 1989.
  6. Берлин А.А., Вольфсон С.А., Ениколопов Н.С. Принципы создания композиционных материалов. М.Химия, 1990, 238с.
  7. Баженов С.Л. Полимерные композиционные материалы: прочность и технология. Долгопрудный: Интеллект, 2010, 352с.
  8. Гладышев Г.П., Ершов Ю.А. Полимерные материалы. М.:Химия, 2001, 210с.
  9. Бакнелл К.Б. Ударопрочные пластики, Л.:Химия, 1981, 327с.
  10. Баранов А.О., Котова А.В., Зеленецкий А.Н. Влияние характера химической реакции на структуру и свойства смесей при реакционном смешении полимеров. //Успехи химии, 1997, 66,(10), c.972-984.
  11. Кахраманлы Ю.Н. Пенополимерные нефтяные сорбенты. Экологические проблемы и их решения.Баку: Элм. 2012. 305с.
  12. Кахраманов Н.Т., Гаджиева Р.Ш., Гулиев А.М. Прочностные свойства полимерных смесей на основе полукристаллического полимера и АБС-пластика.// Известия ВТУЗов. АГНА, 2013, №3(85), с.40-46.
  13. Кахраманов Н.Т., Гаджиева Р.Ш., Гулиев А.М. Проблемы и решения технологической совместимости полимерных смесей на основе полиамида, полиуретана и АБС-сополимера. // Азербайдж. химич. журн. 2013, №4, с.80-86.
  14. Кахраманов Н.Т., Гаджиева Р.Ш., Гулиев А.М. Влияние различных ингредиентов на свойства полимерных смесей на основе полиамида и полиуретана. // Пластические массы. Москва. 2013, №12, с.9-13.
  15. Функциональные наполнители для пластмасс/ под ред.М.Ксантоса, пер. с англ. В.Н.Кулезнева СПб.:Научные основы и технологии, 2010, 462с.
  16. Вшивков С.А., Тюкова И.С., Русинова Е.В. и др. Фазовые диаграммы систем нитрат целлюлозы-бутадиен нитрильные каучуки. //Высокомол. соединения. 1999,т.41Б, №6, с.1048-1054.
  17. Вшивков С.А., Русинова Е.В. Фазовые переходы в полимерных системах, вызванные механическим полем. Екатеринбург: изд-во Уральского госуд. Университета, 2001. 314с.
  18. Зорин И.М., Земцова Е.Г., Макаров И.А. Получение композиционного материала на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена и модифицированного нанодисперсного аэросила.//Пластические массы, 2012, №9, с.40-42.
  19. Фомин В.Н., Малюкова Е.Б., Берлин А.А. К вопросу о критериях оптимизации процессов переработки и получения полимерных композиционных материалов.//Докл.АН., 2004, т.394, №6, с.778-781.
  20. Ермаков С.Н., Кербер М.Л., Кравченко, Т.П. Химические реакции полимеров. Некоторые принципы современной классификации. //Пластические массы, 2014, №1-2, с. 10-18.
  21. Кахраманлы Ю.Н. Несовместимые полимерные смеси и композиционные материалы на их основе. Баку:Элм. 52с.(монография).
  22. Şıxaliyev K.S., Bilalov Y.M., Əmirov F.Ə. Polimerlərin çevrilmə prosesləri. Bakı:2008, 243s.
  23. Кулезнев В.Н., Шершнев В.А. Химия и физика полимеров. Учебное Пособие, М.: Высшая школа, 1996, 317c.
  24. Липатов Ю.С. Межфазные явления в полимерах. Киев: Наукова Думка.1980, 456с.
  25. Липатов Ю.С., Керча Ю.Ю., Сергеева Л.М. Структура и свойства полиуретанов. Киев: Наукова Думка. 1970, 277с.
  26. Мелкумов А.Н., Текутьева З.Е., Ляпко А.П. и др. Взаимное влияние компонентов и вязкоупругие свойства систем ПС+ПЭВД. //Пластические массы, 1987, №1, с.20-22.
  27. Мэнсон Д., Сперлинг Л. Полимерные смеси и композиты. /пер. с англ. под ред. Ю.К. Годовского М.:Химия, 1979, 412с.
  28. Кахраманов Н.Т., Азизов А.Г., Багирова Ш.Р. Механо-химический синтез наноструктурированных полимерных композитов. / Международная научная конференция, Беларуссия, г.Гомель 23-26 июня 2015г. с.33.
  29. Кахраманов Н.Т., Багирова Ш.Р. Свойства полимерных нанокомпозитов на основе стирольных пластиков. //Пластические массы. 2015г., в №3-4, 2015. с.5-9.
  30. Кахраманов Н.Т., Азизов А.Г. Влияние технологического режима литья под давлением на физико-механические свойства нанокомпозитов на основе стирольных пластиков. // Пластические массы. Москва, 2014, №9-10, с.49-52.
  31. Осама Аль Хело, А.В. Петухова, В.С. Осипчик Композиционные материалы на основе наполненного полипропилена с улучшенными эксплуатационными характеристиками. //Успехи в химии и химической технологии. 2008, т.22, №4, С.76.
  32. Нестеренкова А.И., Осипчик В.В. Модификация полипропилена для получения изделий методом термоформования.//Пластические массы,2006, №4, c.15-17.
  33. Панкратов А.В., Матюхина Г.Н., Панов Ю.Т., Фридман О.А. Влияние минеральных наполнителей на свойства химически сшитого пенополиэтилена. //Пластические массы, 2010, №7, c.32-34.
  34. Помогайло А.Д. Молекулярные полимер-полимерные компрозиции. Синтетические аспекты. //Успехи химии, 2002, 71, №1, с. 5-38.
  35. Прут Э.В., Зеленецкий А.Н. Химическая модификация и смешение полимеров в экструдере реакторе.//Успехи химии, 70, (1), 2001, c.72-86.
  36. Русанов А.И. Фазовые равновесия и поверхностные явления. Л.:Химия, 2001, 260с.
  37. Тадмор З., Гогос К. Теоретические основы переработки полимеров. М.:Химия, 1984, 415с.
  38. Кахраманов Н.Т., Кахраманлы Ю.Н. Использование вторичного сырья в производстве полиэтиленовых труб. //Азербайдж.химич.журн., 2006, №2, с.158-160.
  39. Кахраманов Н.Т., Азизов А.Г., Алиева Р.В., Багирова Ш.Р. Композиционные материалы на основе стирольных пластиков //Процессы нефтехимии и нефтепереработки, 2010, 11, 2(42), c.178- 189.
  40. Кахраманов Н.Т. Научные основы механо-химического синтеза полимерных композиционных материалов в процессе их переработки. // AMEA Polimer Materialları İnstitutunun Tədqiqatları (Elmi əsərlərin toplusu),2014-il, S.108-115.
  41. Qarayev S.F., Mustafayev S.M. Nanotexnoloji materialşunazlığın əsasları. Bakı: 2013, 200s.