73
TARKIBIDA DISPERS GIL BO‘LGAN POLIPROPILEN TOLALARI
ASOSIDA OLOVGA CHIDAMLI MATOLAR ISHLAB CHIQISH
Ilmiy rahbar: t.f.f.d, dots. Eshmurodov X.E
1
Usanova Farzona Beknazar qizi
1.1
Termiz davlat universiteti Kimyo fakulteti talabalari
ANNOTATSIYA
Funktsionallashtirilgan nanokillarni yaxshilash uchun qo'shimchalar sifatida
foydalanishga bo'lgan qiziqish mavjud polipropilen termoplastiklarda valentlik
xususiyatlari va yong'in ko'rsatkichlari ko'p adabiyotlar mavjud bo'lsa, tola shaklida bu
polimerga kam e'tibor berilgan. Bunda qog'oz biz uchun zarur bo'lgan shart-sharoitlar
va filamentlar va lentalarning xususiyatlari haqida xabar beramiz eritish yo'li bilan
tayyorlangan polipropilen-gildagi funktsional loyning dispersiyalarini o'z ichiga oladi
ikki vintli ekstruderda polipropilenni birlashtirish. Kichik bir qismi (1-3%) loyning
tarqalishini yaxshilash uchun modifikatsiyalangan payvandlangan polipropilen ham
kiritilgan. Issiq presslangan plyonkalarning nurlanish difraksiyasi, elektron
mikroskopik transmissiya bilan birlashtirilgan tadqiqot loyning tarqalish darajasini
baholash uchun ishlatilgan. Loy dispersiyasida nano-daraja TEM tomonidan
kuzatilgan, ammo rentgen tekshiruvidan interkalatsiya aniqlanmagan. Birlashtirilgan
namunalar bitta vintli ekstruder yordamida filamentlarga eritilgan va shamoldan oldin
chizilgan. Loy o'z ichiga olgan polipropilenning fizik xususiyatlari filamentlar dispers
loyning mavjudligi filament modulini oshirganligini ko'rsatdi va edi ma'lum darajada
nanodispersiyaga erishganligini qo'llab-quvvatlaydi. Tanlangan filament namunalari
bor edi ularni mato namunalariga to'qish imkonini beradigan etarli darajada maqbul
to'qimachilik xususiyatlari.
Kalit so'zlar:
polipropilen tolalari; nanokillar; moslashtiruvchi; rentgen
nurlarining diffraktsiyasi; yuqish elektron mikroskop; yonuvchanlik
KIRISH:
Polipropilenning arzonligi uning mukammal mexanik xususiyatlari
bilan belgilanadi. Uning oxir-oqibat uchun yaroqliligi - foydalanish, shu jumladan,
lentalar, plyonkalar, inyeksion kalıplama mahsulotlari va, ushbu tadqiqot uchun
74
muhim, tolalar. Polipropilen tolalar kiyimda kamdan-kam qo'llanilsa ham matolar, ular
odatda maishiy, kontrakt va avtomobil qoplamalari uchun ishlatiladi matolar. Biroq,
issiqlikka duchor bo'lganda, erish haroratiga erishilgandan so'ng, polipropilen
tomchilar va tutashuv haroratiga erishilganda, tez yonish sodir bo'ladi, bilan hech
qanday char hosil bo'lmaydi. Olovga qarshi moddalarning yuqori darajasi, odatda 20%
dan katta qismi ko'pincha antimonbrom asosidagi, polipropilen materiallarni kerakli
darajada moslashtirish uchun kerak avtomobil va aerosanoat uchun to'qimachilik yoki
kompozitlarda foydalanish standartlari. Biroq, Bunday yuqori darajalar aralash
polimerni tolalarga qayta ishlashni qiyinlashtiradi va natijada tolaning xossalari
to'qimachilik uchun mos emas. 1950-yillarning boshida silikatlardan foydalanish
haqida birinchi marta adabiyotda xabar berilgan, ammo bu haligacha emas edi. 1990-
yillarda ularning polimer-nanokompozitlar uchun plomba sifatidagi salohiyati birinchi
o'ringa chiqdi. akademik va sanoat tadqiqotlari. Faqat kichik qo'shilishi kuzatilgan
polimer matritsasiga loy miqdori ushbu polimerning ko'pgina xususiyatlarini
yaxshilashi mumkin, yong'inga qarshi ko'rsatkichlar, xususan, issiqlik chiqarishning
eng yuqori tezligini pasaytirish orqali biri gil trombotsitlarini polipropilenga
qo'shishning qiyinchiliklari - bu polar guruhlarning etishmasligi to'g'ridan-to'g'ri
interkalatsiya yoki eksfoliatsiyani deyarli imkonsiz qiladigan polimer zanjiri 40 dan
ortiq polipropilen kompozitlarning so'nggi tahlillari buni tasdiqladi va eksfoliatsiyaga
kamdan-kam erishish mumkin degan xulosaga keladi. Undan foydalanish bo'yicha
dastlabki tadqiqotlar ma'lum qilingan malein angidrid o'zaro ta'sirni kuchaytiruvchi
moslashtiruvchi sifatida payvandlangan polipropilen loy va polimer o'rtasida kuchli
vodorod bog'lanishi bilan OH yoki COOH va loyning kislorod guruhlari Bunday
moslashtiruvchi moddalarning mavjudligi odatda salbiy ta'sir ko'rsatadi. Polimer
ichidagi yaxshi dispersiya keyinchalik qayta ishlash uchun juda muhim bo'lsa-da
tolalar bo'lgan joyda yaxshilangan yong'in ko'rsatkichlarini olish mumkinligi
ko'rsatildi loy strukturasi eng yaxshi holatda faqat interkalatsiyalangan bo'lib, haqiqiy
o'rniga mikrokompozitsiya hosil qiladi nanokompozit. Biroq, gil trombotsitlari haqiqiy
hosil bo'lishi uchun to'liq eksfoliatsiya qilinishi kerak nanokompozit va u ko'rsatdi, deb
ko'rsatdi kesish kuchlanish oshirish, aralashtirish vaqti va egizak vintli ekstruderda
aralashtirganda, aralashtirish haroratining pasayishi yaxshilanishi mumkin gil
trombotsitlarni tozalash.
2. EKSPERIMENTAL
2.1.1. Murakkablashtirish:
Polipropilen va qo'shimchalar aralashdan oldin
plastik idishda qo'lda aralashtiriladi. Betol BTS30 egizak vintli ekstruder oltita isitish
75
zonalari orasidagi harorat rejimiga ega aralashtirish uchun 179-1900 C da isitilgan.
Namunalar aralashtirgichdan o'tkazildi qo'shimcha aralashtirishning dispersiyaga
ta'sirini baholash uchun dastlab bir marta va keyin ikki marta polimer matritsasi
ichidagi loy. Polimer ekstrudatlar suvda sovutilgandan so'ng granulalarga aylantirildi
hammom. Namunalar to'plami 5% loy va 6% payvanddan iborat asosiy partiya
yordamida tayyorlangan. keyin 2,5% loy va 3% grefitni o'z ichiga olgan namunalar
berish uchun polipropilen bilan suyultiriladi, hammasi foiz kontsentratsiyasi og'irlik
vazn asosida o‘lchaniladi.
2.1.2. Ekstruziyani filamentlarga lentalarga eritib oling:
Laboratoriya
o'lchamidagi bitta vint yordamida filamentlar granulalardan siqib chiqarildi. Elektr
bilan ishlaydigan vintning asosiy diametri 22 mm, L/D=20 va uchta zona, oziqlantirish
zonasi, siqish zonasi va bo'shliqqa tushadigan o'lchash zonasi yaxshilangan
aralashtirish uchun transfer mikser erituvchi polimer haroratdan o'tkaziladi 180-230 ℃
profilini qolip boshiga majburlashdan va 40 teshikdan siqib chiqarishdan oldin
filamentlar to'rtta salqin sekin valikdan, so'ngra oxirgi ikkitadan o'tkazildi. Chizish
uchun tez rulonlardan o'tishdan oldin 60 ℃ga qizdirilgan. Uning chizish nisbati 6:1
qabul qilinadigan kuchlanish xususiyatlariga ega filamentlarni olish uchun tanlangan,
lekin ba'zida shunday bo'lgan filamentning sinishi oldini olish uchun buni kamaytirish
kerak. Lentalar (40 mm kengligi, 0,6 ± 0,2 mm qalinligi) o'rniga lenta qolipi yordamida
ekstruziya qilingan. Birinchi navbatda esa mikroskopik tekshirish uchun qulayroq
namunalar bilan ta'minlash filamentlarga o'xshash birikma va ekstruziya davrlarini
boshdan kechirgan. Lentalar hech qanday tortishish nisbati qo'llanilmagan holda
sovutilganda yig'ildi.
2.1.3. Mato ishlab chiqarish:
Mavjud eksperimental filamentlarning
cheklangan miqdori tufayli kichik ishlab chiqarish faqat to'qimali trikotaj mato
namunalari har birini mato shaklida sinab ko'rish uchun mumkin edi. Filament
to'plamlar kichik, qo'lda, dumaloq trikotaj mashinasi, o'lchagich E
7
bilan mato
chiziqlariga to'qilgan..
2.1.4. Siqilgan kaliplama orqali plyonka hosil bo'lishi:
Plyonkalar (taxminan
0,3 mm qalinlikdagi) siqilgan aralashmalardan ham siqilgan o'rnatilgan plastinkada
alyuminiy folga bilan qoplangan po'lat plitalar orasida, speral plitalari bilan kaliplama
harorat 190 ℃
2.2. Materialni tavsiflash:
Eritma oqimi indeksi (MFI) qiymatlari Davenport
Ltd eritish oqimi indeksatori yordamida aniqlandi, bu yopishqoqlikning teskari
76
o'lchovini beradi. Polipropilen uchun o'lchovlar olingan. Nanokilning yopishqoqlikka
ta'sirini aniqlash uchun BSEN ISO 1133:200 ga muvofiq 230 ℃ polimer. Differensial
skanerlash kalorimetrik (DSC) tajribalari polimer yordamida o'tkazildi. Laboratories
(PL-DSC) asbobi, oqim ostida azot (10 ml/min) va isitish tezligi xona haroratidan 350
℃ gacha 10 ℃/min. Har bir holatda taxminan 2,5 mg namuna olingan va keyin barcha
termogrammalar taqqoslash uchun 1,0 mg namuna og'irligiga normallashtirildi.
Termogravimetrik tahlil Polymer Laboratories TG 1000 yordamida amalga oshirildi.
Isitish tezligi 200 ℃ bo'lgan oqim ostidagi asbob (10 sm3 / min.). Taxminan har bir
holatda mg namunalari ishlatilgan. Dinamik analizator reometri RDA II (Reometriya)
parallel plastinka geometriyasi va har bir birikmada nanoklay dispersiyasini tavsiflash
uchun diametri 25 mm bo'lgan plastinka ishlatilgan namuna. Namuna qalinligi 1 mm
da saqlanadi va viskoelastikning to'liq qoplanishini ta'minlaydi mintaqada chiziqli
reologik o'lchovlar 0,1 dan 100% gacha chastota diapazonida amalga oshirildi. Elastik
modullar , yo'qotish modullari va murakkab yopishqoqlik (ē*) 240 ℃ da olingan.
Haroratni nazorat qilish ± 1 C gacha aniq edi. Tajribalar ostida o'tkazildi. Namunaning
oksidlanish degradatsiyasini oldini olish uchun azot atmosferasi. X-nurlarining
diffraktsiyasi (XRD) bo'yicha tadqiqotlar ham aralash polimerda, ham tanlanganda
o'tkazildi. Siemens D
500
chang difraktometri (Cu-K nurlanishi) yordamida filament
namunalari bosqichli o'lchami, qadam vaqti 1 sek va difraksion burchak diapazoni 0-
250 gacha. Gil zarralarining polimer matritsasi bo'ylab tarqalishi. Optik mikroskop
Nikon Labophot 2 tasvirli optik mikroskop yordamida amalga oshirildi. JVC TK-
C1381 rangli videokamera tomonidan suratga olish. Transmissiya elektron
mikroskopiyasi Tecnai F30G2 FEG TEM yordamida amalga oshirildi. HT 300kv da
ishlaydi. Murakkab polimerlar blyashka ichiga quyilgan, ular kesilgan ultramikrotom
yordamida yupqa plyonkalar.
2.3. Filamentlarni jismoniy tekshirish:
Texnik Statimat M testi yordamida
alohida filamentlarda valentlik sinovi o'tkazildi. O'lchagich uzunligi 100 mm, yuk
xujayrasi 10 N va sinov tezligi 300 mm/min. Besh xil bir xil namunadagi filamentlar
sinovdan o'tkazildi va natijalar o'rtacha hisoblanadi.
2.4.Mato va quyma plyonkalarning yonuvchanligini tekshirish:
Cheklovchi
kislorod indeksi (LOI) qiymatlari tanlangan PP nanokompozit plyonkasida aniqlandi
namunalar qalinligi taxminan 0,3~1,5 mm bo'lgan namunalar standart protsedura
yordamida. Konusning kalorimetrik sinovlari Fire Testing Technology (Buyuk
Britaniya) konusida o'tkazildi. Kalorimetr va barcha sinovlar ISOda belgilangan sinov
usullariga muvofiq o'tkazildi. 6566014 35 kVt/m2 issiqlik oqimi yordamida quyma
77
plyonkalar va matolar uchun namuna o'lchamlari 100 mm x 100 mm. Mato namunalari
uchun simlar to'plami yuzasi bo'ylab joylashtirilgan. matoni namuna ushlagichida 15
tekis ushlab turish va yonayotganda burishib qolishining oldini olish uchun.
4. XULOSALAR:
Tanlangan nanoklay, qutbsiz funksionalligiga qaramay, uni
tarqatish qiyin bo'ldi. Juda qutbsiz PP. Dispersiyani polimer loydan birlashtirish orqali
yaxshilash mumkin namunalar va maleik angidrid bilan payvandlangan polipropilenni
qo'shish orqali. Bu oxirgi ta'sir bo'lsada, ekstruziya uchun zarur bo'lgan reologik
xususiyatlarni saqlab qolish uchun konsentratsiyaga bog'liq tolaga, pastroq darajalarga
afzallik beriladi. Loy zarralarining dispersiyasi bormi yoki yo'qmi 14 nano darajada
sodir bo'lganligi aniq emas, chunki optik mikroskopik dalillar shuni ko'rsatadiki
mikrodarajada dispersiyaning yaxshilanishi, rentgen nurlari diffraktsiyasi haqida
dalillar keltirmaydi interkalatsiya yoki eksfoliatsiya. TEM natijalari umumiy
dispersiyaning nano darajada ekanligini ko'rsatadi ham loydan, ham eksfoliatsiyaning
ba'zi dalillari bilan moslashtiruvchi vositadan iborat namunalarda. loy qo'shilgandan
keyin qiymatlar o'zgarmaydi, ammo loy mavjudligi o'zgaradi konus davomida yonish
harakati va ko'mir qoldiqlari shakllanishining dalillari taqdim etilgan. Xulosa qilib
aytganda, bizning tadqiqotimiz shuni ko'rsatadiki, haqiqiy nanokompozit tuzilmalar
bo'lishi mumkin emas erishildi, nanodispersiyaga erishildi va ikkala miko- va nano-
dispers polimerlar qayta ishlanishi mumkin va trikotaj uchun etarlicha mustahkam
bo'lgan filamentlarga ekstruziya qilinishi mumkin edi matolarga. Shunday qilib, bu ish
filamentni optimallashtirishda muhim omillarni yoritib berdi Polipropilen kabi
polimerning ekstruziya ko'rsatkichlari yuqori darajada mos kelmaydi funktsional
loylar. Ushbu seriyaning ikkinchi nashrida muvofiqlik tadqiqotlari turli organik
modifikatsiyalangan nanokillar va moslashtiruvchilar (greft sifatida) o'rtasida bo'ladi
nanokompozit, tola hosil qiluvchi tuzilmalarni ishlab chiqarishning umumiy maqsadi
haqida xabar berilgan.
Foydalanilgan adabiyotlar:
1.
M. Liven, E.D. Vayl Polemerlarning olovga chidamliligi mxanizimlari va ta’sir
qilish ussullari. Yong‘inga qarshi Mater. 1,31-68 (2001)
2.
D.Van Krevelen , Polemer materiyallarining olovga chidamliligining ba’zi asosiy
jihatlari. Polemer 16(8) 615-620-sahifa
3.
F.laouti, l. Bonnaud, Aleksandr, J.M. Lopes-Kuesta P. Dyubois olovga chidamli
polemer materiallarning yangi istiqbollari: asoslardan nanokopozitlarga. Mater. Sci.
Eng. R. Rep.63(3), 100-125 (2009)
78
4.
Y. Xue, J. Feng, Z. Ma, L. Liu, P. Song, Ekologik yaxshi yong‘indagi yutuqlar
va muammolr-kechiktiruvchi polilaktid.
5.Chjan, S.; Horrocks, A.R. Prog. Polim. Sci, 2003, 28, 1517-1538.
6. Modesti, M.; Lorenzetti, A.; Bon, D.; Besko, S. Polimer, 2005, 46 (23), 10237 -
10245.
7. Chju, J.; Uhl, F.M.; Morgan, A.B.; Wilkie, C.A. Kimyo. Mater, 2001, 13(12), 4649
- 4654.
8. Százdi, L.; Pukánsski Jr. B.;J.; Vansko, G.J.; Pukanski, B. Polimer, 2006, 47(13),
4638-4648.
9. Nam, P.H.; Maiti, P.; Okamoto, M.; Kotaka, T.; Xasegava, N.; Usuki, A. Polimer,
2001, 42(23), 9633-9640.
10. Kato, M.; Usuki, A.; Okada, A. J. Appl Polym Sci, 1998, 66 (9), 1781-1785.
11. Qin, X.; Chjan, S.; Chjao, C.; Feng, M.; Yang, M.; Shu, Z.; Yang, S. Polim Degrdn
Stab, 2004, 85 (2), 807-813.
12. Lertvimolnun, V.; Vergnes, B. Polimer, 2005, 46 (10), 3462-3471.
13. Yeo, S.Y.; Li, H.J.; Jeong, S.H. J. Mat Sci 2003, 38 (10), 2143-2147.
14. Liu, X.; Vu, Q. Polimer, 2001, 42 (25), 10013-10019.
15. Ding, C.; Jia, D.; U, H.; Guo, B.; Hong, H. Polymer Testing 2005, 24 (1), 94-100.
16. Horrocks, A.R.; Kandola, B.; Padbury, S. J Matn instituti 2003, 94 (3), 46-66.
