ИСТИНА

При переработке полиэтилена высокого давления (ПЭВД) широко распространено использование в качестве технологических добавок полярных соединений, таких как сополимер этиленвинилацететата (ЭВА), малеинизированные полилефины, четвертичные аминные ПАВ и др., введение которых в полимера приводит к его пластификации и снижению вязкости расплава [1]. При получении композитов ПЭВД/глина введение подобных добавок необходимо для обеспечения термодинамической совместимости с полимером [2]. Наличие в их составе карбонильной группы, ароматических систем или сопряжённых ненасыщенных связей обуславливает поглощение полученным составом в УФ-диапазоне, практически отсутствующее для исходного ПЭВД [3], что приводит к ускорению естественного старения таких пластиков, снижению их механических свойств и срока службы [4]. В композитах ПЭВД/органоглина подобное действие также оказывают присутствующие в органоглине четвертичные аммониевые модификаторы [5]. Нами получены результаты по старению 100 мкм плёнок ПЭВД марки 15803-020, содержащего следующие технологические добавки (их количество соответствует окну перерабатываемости состава 140–160оС): 5 мас.% ЭВА «Сэвилен–122», 5% мас. малеинизированного политилена (ПЭ-МА) «Метален F-1018», 2,5 мас.% четвертичного бензиламмониевого ПАВ «Arquad HTB-75», а также нанокомпозита, содержащего 5 мас.% ЭВА «Сэвилен–122» и 5 мас.% немодифицированного натриевого монтморриллонита (Na-MMT) при облучении УФ-источником «Vilber Lourmat VL-208.BL» до 420 ч. Продолжительность экспонирования, приводящая к потере механических свойств плёнок при облучении в данных условиях рассчитана по измеренному методом Фурье-ИК-спектроскопии карбонильному индексу облученных плёнок по методике из [6]. При анализе ИК-спектров пропускания облученных плёнок обнаружено, что состав нелетучих продуктов и функциональных групп, образующихся в цепи ПЭВД при УФ-облучении (кетоны, карбоновые кислоты, концевые винильные группы), не зависит от введённой технической добавки. Скорость образования карбонильных групп при окислении полимерной цепи хорошо описывается кинетическим уравнением первого порядка. Таблица 1: Состав и скорость фотоокислительного старения плёнок ПЭВД и нанокомпозита, содержащих технологические добавки. Состав образца Концентрация УФ-сенсибили-зирующих групп (карбонилы, ароматические кольца, ионы Na), ×102, моль/кг Продолжительность экспонирования, приводящая к полной потере пленкой механических свойств, ч ПЭВД 0 550 ПЭВД + ЭВА 16,0 410 ПЭВД + ЭВА + Na-MMT 16,0 (+2,3) 275 ПЭВД + ПЭ–МА 1,1 405 ПЭВД + ПАВ 7,0 240 Результаты УФ-старения плёнок ПЭВД представлены в таблице 1. Показано существенное (в 1,5 раза) увеличение скорости разложения ПЭВД, содержащего ЭВА, для нанокомпозита с 5% Na-MMT, по сравнению с ПЭВД+ЭВА. Карбонилсодержащие технологические добавки также обладают существенно различающейся эффективностью фотосенсибилизации; при различии концентрации карбонильных групп в ЭВА и ПЭ–МА на порядок, обе добавки повышают скорость разложения исходного ПЭВД одинаково (на 30%). Непосредственное ведение ароматического ПАВ в отсутствие глины также существенно (в 2,3 раза) ускоряет разложение полимерной плёнки, что согласуется с предполагаемым в [5] механизмом влияния глины на стабильность композита при фотоокислительном старении. [1] Plastics Additives: An A-Z reference / под ред. G. Pritchard. London: Chapman & Hall, 1998. 633 с. [2] Gerasin V.A., Antipov E.M., и др. New approaches to the development of hybrid nanocomposites: from structural materials to high-tech applications // Russian Chemical Reviews. 2013. Т. 82. № 4. Ст. 303–332 [3] Качан А.А., Замотаев П.В. Фотохимическое модифицирование полиолефинов Киев: Наукова Думка, 1990. 280 с. [4] Annamalai P.K., Martin D.J. Can clay nanoparticles accelerate environmental biodegradation of polyolefins? // Materials Science and Technology. 2014. Т. 30. № 5. Ст. 593–602 [5] Dintcheva N.T. и др. Effect of extrusion and photo-oxidation on polyethylene/clay nanocomposites // Polymer Degradation and Stability. 2009. Т. 94. № 9. Ст. 1571–1588 [6] Fontanella S. и др. Comparison of the biodegradability of various polyethylene films containing pro-oxidant additives // Polymer Degradation and Stability. 2010. Т. 95. № 6. Ст. 1011–1021