Celem pracy było wytworzenie nanokompozytów poli(chlorku winylu) z montmorylonitem (PVC/MMT) metodą homogenizacji w stopie charakteryzujących się poprawionymi właściwościami mechanicznymi i termicznymi. W tym celu wykorzystano komercyjne napełniacze modyfikowane solami amoniowymi oraz napełniacze poddane modyfikacji solami fosfoniowymi i imidazoliowym.
Najlepszą stabilność termiczną wykazują układy zawierające niemodyfikowany MMT, MMT modyfikowany solami imidazoliowymi oraz kompatybilizator poli(ε-kaprolakton). Ponadto zaobserwowano zmianę mechanizmu degradacji w obecności MMT. Badania morfologiczne (mikroskopia elektronowa i sił atomowych) dowodzą, że w strukturze materiału obecne są liczne pory, powstałe w trakcie przetwórstwa materiałów. Sprzyja to procesowi absorpcji wody oraz dezintegracji w czasie kompostowania w glebie. OMMT działa jako wewnętrzny środek smarujący PVC, jak potwierdzają badania DSC.
Nanokompozyty PVC/MMT charakteryzują się wysoką wytrzymałością na rozciąganie przy dodatku rzędu 3% wag. napełniacza. OMMT sprzyja procesowi karbonizacji, czego dowodzą profile temperaturowe w trakcie spalania i wartości stałej pozostałości po procesie pirolizy do temp. 600°C.
W wyniku działania temperatury, promieniowania UV i określonej wilgotności względnej dochodzi do zmiany barwy układów PVC/OMMT, podczas gdy materiały z niemodyfikowanym MMT charakteryzują się podobną stabilnością UV w porównaniu do PVC.
Sporządzone nanokompozyty PVC/MMT wykorzystano, po dobraniu odpowiedniego składu kompozycji i warunków przetwórstwa, do wytwarzania osłon kabli.
The aim of this work was to prepare poly(vinyl chloride) nanocomposites with montmorillonite (PVC/MMT) by melt blending, which are characterized by improved mechanical and thermal properties. The nanofillers were commercially available clays modified with ammonium salts and MMT modified with phosphonium and imidazolium salts.
It was found that nanocomposites with non modified MMT, MMT modified by imidazolium salts and materials with compatibilizer (poly(ε-caprolactone) are characterized by enhanced thermal stability compared with reference PVC blend. Besides, it was also observed that MMT changes the pathway of nanocomposites’ degradation.
The scanning electron microscopy and atomic force microscopy showed that there are numerous microstructural pores, formed during processing. DSC analysis proved that OMMT act as an internal plasticizer.
The tensile strength of PVC/MMT nanocomposites was found to be higher compared with the reference at 3 wt% load of MMT. Temperature profiles and the char residue at 600ºC suggest that MMT favors carbonization process.
After thermal aging and UV weathering discoloration of PVC/OMMT nanocomposites occurs, while non modified MMT practically has no influence on the UV stability, as compared to the reference blend. The porous structure of PVC/MMT nanocomposites facilitates water absorption, as well as disintegration under soil burial test.
The prepared nanocomposite PVC/MMT materials, after appropriate selection of their composition and processing parameters, have been utilized to fabricate cable outer layers.
Klasyfikacja PKT
371743 Technologia tworzyw sztucznych
371700 Technologia budowy maszyn
370000 Budowa maszyn. Przemysł maszynowy i metalowy
