ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Наполнители и армирующие компоненты из "Облученный полиэтилен в технике" Наполнение полиэтилена представляет в настоящее время одно из высокоэффективных и быстроразвиваю-щихся направлений модифицирования его структуры и свойств. Наполнители придают полиэтилену способность эффективно поглощать СВЧ и ионизирующие излучения, повышают его теплопроводность, электропроводность и диэлектрическую проницаемость, устойчивость к воздействию ультрафиолетового излучения, снижают горючесть, улучшают радиационную стойкость и устойчивость к атмосферному старению, снижают ползучесть под нагрузкой, температурное расширение, растрескивание при контакте с поверхностно-активными веществами и т. д. [c.110] Модифицирование полиэтилена введением наполнителей с последующим облучением позволяет создавать материалы, в которых не только удачно сочетаются свойства облученного полимера и наполнителя, но и появляются новые свойства, присущие только наполненному и облученному полимеру. Эти материалы могут применяться в химической, атомной промышленности, строительстве, электро- и радиотехнике и т. д. Наибольший интерес представляют ведущиеся в ряде стран поиски технически эффективных рецептур на основе доступных для промышленного производства компонентов. [c.110] В качестве наполнителей могут использоваться твердые органические и минеральные продукты, однако преимущественно применяются неорганические наполнители, представляющие собой порошки металлов, окислов и солей, стекловолокно, карбиды некоторых элементов, сажу, графит, тальк, каолин, мел, асбест, слюду и др. [c.110] Общие вопросы физико-химии наполненных и армированных полимеров достаточно полно рассмотрены в работах [312—314]. При разработке многокомпонентных систем на основе облученного полиэтилена принимаются положения данных работ с учетом некоторых специфических явлений и процессов, сопровождающих их облучение и влияющих на последующую эксплуатацию. [c.110] В относительных единицах газовыделение в исследованных системах может быть представлено соответственно как 5 3 1,7 1. Это позволяет предполагать, что металлы могут играть роль сенсибилизаторов радиолиза полиэтилена. [c.111] Показано также значение дисперсности порошков на результаты облучения полиэтилена. Так, в случае введения в полиэтилен мелкодисперсного железа (частицы менее 60 мкм) газовыделение увеличивается в 1,3 раза. В зависимости от типа наполнителя изменяется также и состав выделяющихся газов. При наполнении полиэтилена железом выделение водорода уменьшается на 30%. Некоторые результаты проведенных экспериментов представлены в табл. 30. [c.111] При введении в полиэтилен двуокиси кремния [316, 317, 319] разрушающее напряжение при растяжении пр1 повышенных температурах возрастает. Одновременно увеличиваются сопротивление деформации и устойчивость к окислению. Показано, например, что до облучения ненаполненный полиэтилен низкой плотности при комнатной температуре имеет разрушающее напряжение при растяжении 127 кгс/см , а при испытаниях материала при 145 °С—9,2 кгс/см2. После наполнения полиэтилена мелкодисперсной двуокисью кремния и облучения разрушающее напряжение при растяжении возрастает до 50 кгс/см при высокотемпературных испытаниях образцов (145 °С). [c.113] Изучая влияние неорганических окислов и других минеральных наполнителей, авторы работы [325] установили увеличение радиационно-химического выхода свободных радикалов в присутствии этих добавок, а также обнаружили способность некоторых из них повышать эффективность действия излучений. [c.113] Исследованные методами ИК-спектроскопии, ЭПР и др. радиационные эффекты в полиэтилене низкой и высокой плотности, наполненном двуокисью титана и окисью кальция [326], позволили установить, что структура облученного наполненного и ненаполненного полиэтилена, а также время жизни свободных радикалов различаются. [c.113] В работах [3, 327] исследовано влияние на свойства облученного полиэтилена различных концентраций окислов металлов (РегОз, ЗпОг и др.), вводившихся в полимер до облучения путем смешения в шнековом смесителе при 150 °С. Обнаружены их сенсибилизирующие свойства в области поглощенных доз, соответствующих началу гелеобразования. Так, в присутствии 1,0 вес. % окиси железа поглощенная доза, соответствующая началу гелеобразования, примерно в 2 раза меньше, чем для ненаполненного полиэтилена. После облучения до 10 Мрад содержание гель-фракции в наполненном полиэтилене составляет 70%, а в ненаполненном 60%. [c.113] Образование аналогичных соединений характерно и для других окислов металлов и самих металлов. [c.114] Результаты определения физико-механических и диэлектрических характеристик ряда наполненных и об,-лученных композиций на основе полиэтилена высокой плотности, иллюстрирующие влияние вида наполнителя на изменения свойств полимера, приведены в табл. 34—37. [c.118] Введение сажи, а также многих других наполнителей существенно ухудшает диэлектрические свойства облученного полиэтилена, что исключает в большинстве случаев использование саженаполненного облученного полиэтилена в высокочастотной технике. [c.120] при введении в полиэтилен высокой плотности только 1,5 вес. % газовой канальной сажи его тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 10 ° Гц возрастает в 5 раз. После облучения потоком электронов до дозы 100 Мрад значение tg6 полимера возрастает более, чем в 2 раза, достигая значений в 10—12 раз больших, чем в исходном полиэтилене. После введения сажи и облучения материала диэлектрическая проницаемость при 10 Гц возрастает на 5—10%. Это, однако, не исключает возможности использования саженаполненного облученного полиэтилена для высоковольтной электрической изоляции, а также во многих других областях техники. [c.120] При наполнении полиэтилена высокой плотности двуокисью титана (50 вес. %) значительно возрастает диэлектрическая проницаемость в СВЧ-диапазоне как до, так и после облучения. Облучение полиэтилена, наполненного Т1О2, до дозы 100 Мрад приводит к увеличении также тангенса угла диэлектрических потерь (в пределах до одного порядка). [c.120] Для получения специальных высокочастотных материалов, которые должны иметь широкий диапазон значений диэлектрической проницаемости, используется двуокись титана рутильной формы. В других случаях для наполнения полиэтилена, модифицируемого излучением, применяют и анатазную форму ТЮг. [c.120] В качестве наполнителя использовали порошкообразный кварц разной степени очистки. Наилучшие результаты были получены при смешении наполнителя и порошкообразного полиэтилена в шаровой мельнице в течение 24 ч, а также в высокоскоростном смесителе с частотой вращения лопастей 2700 об/мин, при продолжительности смешения не менее 45 мин. Для наполнения применяли молотый горный хрусталь и плавленный хрусталь, мелкодисперсный аморфный кварц, молотый кварц различных фракций, пылевидный кварц ПК-3 Люберецкого кварцевого карьера и др. Для очистки некоторых молотых наполнителей от примесей железа применялось кислотное травление с последующей нейтрализацией, промывкой и сушкой. Для удаления влаги карьерный кварц в некоторых опытах подвергали прокаливанию. [c.121] Введение наполнителей в состав полиэтилена высокой плотности значительно влияет на характер изменения его теплофизических свойств после облучения, что иллюстрируется данными, приведенными в табл. 36. В отличие от ненаполненного полиэтилена в полимере, содержащем 20 вес. % и более минеральных добавок, коэффициент теплопроводности после облучения возрастает. При этом сохраняется общая для любых полиэтиленовых композиций закономерность сближения значений коэффициента теплопроводности по мере возрастания температуры испытаний. С увеличением содержания наполнителя коэффициент теплопроводности облученного полиэтилена повышается. [c.122] В качестве наполнителей облученного полиэтилена были исследованы также соли некоторых металлов. В работах [336, 337] рассмотрено влияние хлоридов металлов (Zn, 5п, А1, Ре, Mg, Са и др.) на поведение полиэтилена низкой и высокой плотности при облучении, а затем при воздействии высоких температур. Облучение ненаполненных и наполненных хлоридами (до 10 вес. ч.) образцов полиэтилена проводили до дозы 100 Мрад. Полученные результаты приведены в табл. 37. Некоторые из хлоридов проявляют слабо выраженные сенсибилизирующие или термостабилизирующие свойства. [c.122] Вернуться к основной статье