ДОСЛІДЖЕННЯ СТРУКТУРИ НАНОКОМПОЗИТІВ НА ОСНОВІ СУМІШЕЙ ПОЛІПРОПІЛЕНУ ТА МОДИФІКОВАНОГО ПОЛІАМІДУ СКАНУВАЛЬНОЮ ЕЛЕКТРОННОЮ МІКРОСКОПІЄЮ

1
Національний університет “Львівська політехніка”
2
Національний університет “Львівська політехніка”
3
Національний університет “Львівська політехніка”
4
Технічний університет Кошице

Велику увагу як конструкційні матеріали викликають суміші на основі поліпропілену (ПП) та поліаміду (ПА), змішування яких дозволяє зменшити негативні характеристики вихідних полімерів. Неполярний ПП під час змішування з полярним високогідрофільним ПА суттєво знижує водопоглинання матеріалу. Внаслідок цього зменшується вплив вологи на механічні та термічні властивості композитів. З іншої сторони, змішування ПП з ПА дозволяє розширити температурний інтервал експлуатації матеріалу за від'ємних температур. Однак для одержання однорідної суміші ПП з ПА необхідне використання компатибілізаторів, як правило, складної хімічної будови, зокрема малеїнізованого ПП. Але в цьому випадку зростає ймовірність хімічного зшивання макромолекул внаслідок взаємодії ангідридних груп з пептидними.

Авторами в попередніх дослідженнях запропонована методика одержання нанокомпозиту на основі суміші ПП/ПА-6 з підвищеною термостійкістю.

Метою даного дослідження було здійснити мікроскопічний аналіз розподілу/розшарування нанокомпозиту на основі ПА-6 з ММТ, який інтеркальований ПВП, в матриці поліпропілену та дослідити вплив вмісту нанокомпозиту на характер розподілу.

На основі проведених мікроскопічних досліджень можна стверджувати, що найбільш однорідною структурою характеризуються композити з вмістом модифікованого ПА-6 від 15 до 30 %мас. Такі композити характеризуються пластинчастою структурою і незначною кількістю залишків агломератів модифікованого ПА-6 найменших розмірів (від долей мкм до 5 мкм), що може свідчити про повне розшарування ММТ. За меншого вмісту модифікованого ПА-6 в структурі композиту переважають агломерати більших розмірів (від 5 до 20 мкм), розподілені вони нерівномірно, а їх адгезія до ПП є низькою. Збільшення вмісту модифікованого ПА-6 в композиті вище 30 % мас. призводить до утворення неоднорідної структури з великою кількістю агломератів різних розмірів (від 1 до 15 мкм), що негативно позначиться на фізико-механічних властивостях матеріалу та термостійкості.

1. Olejnik, M. (2008). Nanokompozyty polimerowe - rola nanododatków. Techniczne Wyroby Włókiennicze, 16(3/4), 25-31.
2. Abdullayev, E., & Lvov, Y. (2013). Halloysite clay nanotubes as a ceramic "skeleton" for functional biopolymer composites with sustained drug release. Journal of Materials Chemistry B, 1(23), 2894. doi:10.1039/c3tb20059k
https://doi.org/10.1039/c3tb20059k
3. Kacperski, M. (2003). Polymer nanocomposites. Part II. Nanocomposites based on thermoplastic polymers and layered silicates. Polimery,48(02), 85-90. doi:10.14314/polimery.2003.085
https://doi.org/10.14314/polimery.2003.085
4. Pawlikowska, D. (2017). Elektrycznie i termicznie przewodzące nanokompozyty polimerowe na bazie polietylenu o małej gęstości z dodatkiem  nanopłytek grafenowych. Przemysł Chemiczny, 1(9),
https://doi.org/10.15199/62.2017.9.34
167-172. doi:10.15199/62.2017.9.34
https://doi.org/10.15199/62.2017.9.34
5. Stix, G. (2001). Małe jest wielkie. Świat Nauki, 11, 24.
https://doi.org/10.1038/scientificamerican0701-24
6. Wierzbicka, E., Legocka, I., Wardzinska-Jarmulska1, E., Szczepaniak, B., & Krzyzewski, M. (2016). Functionalized nanofiller for polymers - preparation, properties and application. Polimery, 61(10),  670-676. doi:10.14314/polimery.2016.670
https://doi.org/10.14314/polimery.2016.670
7. Liu, M., Guo, B., Du, M., Cai, X., & Jia, D. (2007). Properties of halloysite nanotube-epoxy resin hybrids and the interfacial reactions in the systems. Nanotechnology, 18(45), 455703.  doi:10.1088/0957-4484/18/45/455703
https://doi.org/10.1088/0957-4484/18/45/455703
8. Vahedi, V., & Pasbakhsh, P. (2014). Instrumented impact properties and fracture behaviour of epoxy/modified halloysite nanocomposites. Polymer Testing, 39, 101-114. doi:10.1016/j.  polymertesting.2014.07.017
https://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2014.07.017
9. Zaini, M., Majid, R. A., & Nikbakht, H. (2014). Modification of Montmorillonite with Diamine Surfactants. Applied Mechanics and Materials, 695, 224-227. doi:10.4028/www. scientific.  net/amm.695.224
https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.695.224
10. Li, C., Liu, J., Qu, X., & Yang, Z. (2009). A general synthesis approach toward halloysite-based composite nanotube. Journal of Applied Polymer Science, 112(5), 2647-2655. doi:10.1002/app.29652
https://doi.org/10.1002/app.29652
11. Ye, Y., Chen, H., Wu, J., & Ye, L. (2007). High impact strength epoxy nanocomposites with natural nanotubes. Polymer, 48(21), 6426-6433. doi:10.1016/j. polymer.2007.08.035
https://doi.org/10.1016/j.polymer.2007.08.035
12. Meng, Ri Liang, Wu, Yu Jiao, He, Hui, Yang, Dao Yi (2010). Research on Mechanical Properties and Crystallization Performance of PP/PA6/OMMT Composite. Plastics Science and
Technology, 3, 65-69.
13. Huang, G., Peng, X. (2008). Research Progress of Preparation and Properties of Organic Montmorillonite Filled Polypropylene/PA6 Nanocomposites. Plastics Science and Technology, 11,
94-97.
14. Krasinskyi, V., Kochubei, V., Klym, Y., & Suberlyak, O. (2017). Thermogravimetric research into composites based on the mixtures of polypropylene and modified polyamide. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies,4(12 (88)), 44-50. doi:10.15587/1729-4061.2017.108465 
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.108465
15. Krasinskyi, V., Suberlyak, O., Kochubei, V., Klym, Y., Zemke, V., & Jachowicz, T. (2018). Effect Of Small Additives Of Polyamide Modified By Polyvinylpyrrolidone And Montmorillonite On
Polypropylene Technological Properties And Heat Resistance. Advances in Science and Technology Research Journal, 12(2), 83-88. doi:10.12913/22998624/90924
https://doi.org/10.12913/22998624/90924
16. Krasinskyi, V., Suberlyak, O., Dulebová, Ľ, & Antoniuk, V. (2017). Nanocomposites on the Basis of Thermoplastics and Montmorillonite Modified by Polyvinylpyrrolidone. Key Engineering
https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.756.3
Materials, 756, 3-10. doi:10.4028/www. scientific. net/kem.756.3 
17. Krasinskyi, V., Suberlyak, O., Zemke, V., Klym, Yu., Gaidos, I. (2019). The Role of Polyvinylpyrrolidone in the Formation of Nanocomposites Based on Acompatible Polycaproamide and Polypropylene. Chemistry & Chemical Technology, 13 (1), 59-63.
https://doi.org/10.23939/chcht13.01.059
18. Chen, Y., Geever, L., Higginbotham, C., Killion, J., Lyons, S., Devine, D. (2016). Reinforced polylactic acid for use in high-strength biodegradable medical implants. ANTEC 2016 - Indianapolis, Indiana, USA May 23-25, 2016. [On-line]. 
19. Liu, M., Jia, Z., Jia, D., & Zhou, C. (2014). Recent advance in research on halloysite nanotubespolymer nanocomposite. Progress in Polymer Science, 39(8), 1498-1525. doi:10.1016/j.  progpolymsci.2014.04.004
https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2014.04.004
20. Deng, S., Zhang, J., & Ye, L. (2009). Halloysite-epoxy nanocomposites with improved particle dispersion through ball mill homogenisation and chemical treatments. Composites Science and
https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2009.07.001
Technology, 69(14), 2497-2505.