Производство и переработка масличного сырья

1. Наполнение, как метод модификации полимеров

В качестве наполнителей термо - и реактопластов чаще всего применяют твердые вещества: дисперсные (порошкообразные) или волокнистые в виде волокон, нитей, жгутов, холстов, нетканых материалов, тканей, бумаги, пленок, сеток, шпона. И композиционные материалы называют дисперсно-наполненными и волокноармированными.

В связи с эффектами, достигаемыми при введении наполнителей в полимерную матрицу, существует условное разделение наполнителей на активные, то есть усиливающие (в основном, улучшающие физико-механические свойства) и неактивные, и при введении которых происходит изменение цвета материала, снижается его стоимость, но не наблюдается заметного улучшения свойств материала.

По химической природе дисперсные наполнители подразделяют на:

- минеральные (неорганические)- мел, каолин, тальк, слюда,

-силикаты (асбест, вермикулит, пемза), порошки металлов или их сплавов и другие

-органические - древесная мука, мука из скорлупы орехов, сажа (технический углерод), кокс, графит и другие.

К неорганическим волокнистым наполнителям относят: стеклянные, борные, асбестовые волокна; волокна из кварца базальта, керамики, молибдена и вольфрама.

К природным органическим волокнам относят: хлопок, лен, джут, рами.

Химическими волокнами являются: полиамидное, полиэфирное, полиакрилонитрильное, вискозное, полиолефиновое (из полиэтилена и полипропилена), полиимидное, углеродное, стеклянное.

В зависимости от текстильной структуры волокнистых армирующих систем композиционные материалы на их основе подразделяют на волокиты (холсты, маты), текстолиты (ткани), гетинаксы (бумага).

В зависимости от химической природы наполнителей композиционные материалы подразделяют на: стеклопластики, асбопластики (асбест), древесно-слоистые пластики (древесный шпон), органопласты (химические, кроме стеклянного или природные волокна), углепластики (углеродные волокна), боропласты (борные волокна).

По величине свободной поверхностной энергии наполнители бывают: с высокой энергией поверхности (металлы, оксиды металлов и другие неорганические наполнители); низкой (полимерные волокна и дисперсные органические наполнители).

Величина поверхностной энергии является важной характеристикой, поскольку характер межфазного взаимодействия зависит от соотношения величин поверхности энергии матрицы и наполнителя.[3]

Разнообразие наполнителей, рекомендуемых многочисленными продуцентами для производства современных композиционных материалов, нередко затрудняет их выбор.

Отсутствие единой системы показателей качества наполнителей, а также использование различных стандартов, методик и инструментальной базы измерений, усложняет потребителю принятие объективного решения при выборе подходящей марки наполнителя. Главная причина недоразумений в разночтении, приводимых в технической или рекламной информациях, терминов, характеристик, показателей и методик их определения.

Используемые в настоящее время приборы для измерения размера частиц и плотности их распределения нередко дают значительные расхождения при измерении одних и тех же образцов. Это связано как с различными методами изме­рения (седиментационными, дифракционными, оптичес­кими и др.), так и особенностями приборов различных фирм, хотя и относящихся к одному типу (принципу измерения).

Предварительная специальная поверхностная обработка наполнителей не только облегчает процесс диспергирования, но создает благоприятные условия для физико-химического взаимодействия модифицированной поверхности наполнителя с полимером, обеспечивая в ряде случаев, существенное улучшение физико-механических свойств. Таким образом, повышение качества и конкурентоспособности современных композитов, наряду с использованием активных наполнителей, может быть существенно продвинуто за счёт использования наполнителей с органомодифицированной поверхностью, обеспечивающих оптимизацию свойств пластиков при производстве и переработке в изделия.[4]