 За счет своих высоких адгезивных свойств ненасыщенная полиэфирная смола (UP) широко используется для создания матриц таких композитов, как FRP и полимерные композиты. Тем не менее, по сравнению с другими смолами, ненасыщенная полиэфирная смола (UP) обладает довольно слабыми механическими свойствами, низкой термической стабильностью, и огнеупорными свойствами, что ограничивает ее применение в современных композитах.
Изменение полимеров имеет существенное значение, как с инженерной точки зрения, так и с точки зрения материаловедения. Эксплуатационные характеристики ненасыщенной полиэфирной смолы (UP) можно улучшить с помощью добавления неорганических наполнителей [5,7]. Традиционные композитные полимерные материалы с порошковым наполнителем, которые часто называют наполненными полимерами, имеют большое значения для использования в качестве материалов для промышленного применения. Полимерные нанокомпозиты представляют собой новый класс композитов, которые производятся из наноразмерных неорганических частиц. Их размеры, как правило, находятся в диапазоне от 1 до 1000 нм, и они равномерно распределены в полимерной матрице. За счет высокого аспектного отношения этих наполнителей можно повысить механические свойства полимеров, их теплостойкость, огнестойкость, а также барьерные свойства без существенного ущерба для прозрачности, жесткости или же ударопрочности. Слоистый силикат обычно производится органофильным за счет обмена неорганического катиона, расположенного между слоями (d-спейсинг), на органический аммоний катион. Глинистые полимерные композиты можно разделить на три вида: традиционные композиты, внедренные нанокомпозиты и расслоенные нанокомпозиты. При формировании традиционных композитов фиксация нанослоев глины сохраняется при ее смешивании с полимером, и не образуется внедрения полимера в структуру глины. Соответственно, фракция глины в традиционных глинистых композитах играет незначительную роль в функциональном плане (или же вообще не играет никакой роли), она, в основном, действует как наполнитель, вводимый по экономическим соображениям. При создании традиционных глинистых композитов обычно получают повышение значений модуля, но такое, получаемое за счет армирования преимущество, обычно влечет за собой ухудшение в области других свойств, таких как прочность или гибкость. Возможно создание двух типов глинистых полимерных нанокомпозитов [1,3,6]. Внедренные нанокомпозиты образуются, когда один или два молекулярных слоя полимера внедряются вдоль пластов глины с созданием фиксированного расстояния между слоями. Расслоенные нанокомпозиты (Рис. 2c) образуются, когда силикатные нанослои (каждый отдельно) диспергируются в полимерной матрице, где среднее расстояние между разделяемыми слоями зависит от концентрации глины. Разграничение между расслоенными нанослоями может быть однородным (равномерным) и изменяющимся (неравномерным). У расслоенных нанокомпозитов более высокая фазовая однородность, чем у внедренных нанокомпозитов. И, что особенно важно, у расслоенного нанокомпозита каждый нанослой активно участвует во всех видах поверхностного взаимодействия с матрицей. Это структурное различие является основной причиной того, что расслоенная глина является особенно эффективным средством для усиления армирования и прочих эксплуатационных характеристик глинистых композитных материалов. Основным фактором, обусловливающим необычайно высокие эксплуатационные характеристики глинистых полимерных нанокомпозитов, является полное распространение (расслоение) глинистых нанослоев в полимерной матрице. Структура монтмориллонитной глины, используемой в качестве наполнителя, представляет собой октаэдрический лист оксида алюминия, который встроен между двумя тетраэдрическими листами двуокиси кремния. Ионы алкиламмония снижают энергию поверхности глины таким образом, что мономеры и полимеры с различными полярностями могут проникать в пространства между слоями, вызывая, тем самым, дальнейшее разделение силикатных слоев для образования нанокомпозита [2,4]. Целью данного исследования является повышение эксплуатационных характеристик полимерных композитов с помощью использования ненасыщенной полиэфирной смолы (UP) на основе утилизированного PET (полиэтилен терефталата) [8]. Таким образом, в данном исследовании рассматриваются механические свойства и термическая стабильность нанокомпозитов MMT-UP и полимербетона с использованием нанокомпозита MMT-UP. Результаты подтверждаются результатами механических испытаний, рентгеновской дифракции (XRD), просвечивающей электронной микроскопии (TEM), дифференциальной сканирующей калориметрии (DSC), а также термогравиметрического анализа (TGA).
|
