danДоклады Национальной академии наук БеларусиDoklady of the National Academy of Sciences of Belarus1561-83232524-2431The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8323-2024-68-2-170-176dan-1188Research ArticleТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИTECHNICAL SCIENCESБинарные смеси полиамида 6 с алифатическим поликетоном: анализ совместимости полимерных компонентовBinary blends of polyamide 6 with aliphatic polyketone: the compatibility analysis of polymer componentshttps://orcid.org/0000-0002-1182-6938КривогузЮ. М.KrivoguzYu. M.

Кривогуз Юрий Михайлович – д-р техн. наук, доцент, заведующий сектором

ул. Кирова, 32а, 246050, Гомель

Yuri M. Krivoguz – D. Sc (Engineering), Associate Professor, Head of the Sector

32a, Kirov Str., 246050, Gomel

yurikriv@tut.byУсоваВ. Н.UsovaV. N.

Усова Виктория Николаевна – мл. науч. сотрудник, аспирант

ул. Кирова, 32а, 246050, Гомель

Viktoriya N. Usova  – Junior Researcher, Postgraduate Student

32a, Kirov Str., 246050, Gomel

viktoriya.usovav@mail.ruКовальВ. Н.KovalV. N.

Коваль Василий Николаевич – канд. техн. наук, заведующий отделом

ул. Кирова, 32а, 246050, Гомель

Vasili N. Koval – Ph. D. (Engineering), Head of the Department

32a, Kirov Str., 246050, Gomel

koval_mpri@tut.byИнститут механики металлополимерных систем имени В. А. Белого Национальной академии наук БеларусиV. A. Belyi Metal-Polymer Research Institute of the National Academy of Sciences of Belarus202429042024682170176Copyright © Кривогуз Ю.М., Усова В.Н., Коваль В.Н., 20242024Кривогуз Ю.М., Усова В.Н., Коваль В.Н.Krivoguz Y.M., Usova V.N., Koval V.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.belnauka.by/jour/article/view/1188

Проведены исследования совместимости и взаимодействий полиамида 6 (ПА6) с алифатическим поликетоном (АПК) при смешении их в расплаве методом экструзии. С помощью релаксационной спектрометрии (РС) показано, что изученные смеси ПА6/АПК имеют одну температуру стеклования (Тg), расположенную на температурной шкале между Тg исходных ПА6 и АПК. Установлено также, что в данных смесях пик b-релаксации ПА6, ответственный за локальное движение мелкомасштабных структурных единиц основной цепи и боковых ответвлений, обобществляется с b-пиком АПК. На этом основании сделаны выводы о совместимости ПА6 и АПК на сегментальном и мелкомасштабном уровне. Показано взаимовлияние полимерных компонентов в смесях ПА6/АПК на динамический модуль сдвига и величину zG3. Методом дифференциально-сканирующей калориметрии (ДСК) обнаружено замедление процессов кристаллизации ПА6 и АПК в их смесях, что, вероятно, обусловлено формированием обширных межфазных (переходных) слоев, в которых вследствие межмолекулярных взаимодействий затрудняется кристаллизация полимерных компонентов. Анализ ИК-спектров в области 3000–3800 см–1 позволил предположить образование водородных связей между полиамидными –NН-группами и карбонилами –С=О, входящими в состав АПК, что способствует росту совместимости полимерных компонентов исследуемых смесей.

The compatibility and interactions of polyamide 6 (PA6) and aliphatic polyketone (APK) were studied when they were mixed in a melt by extrusion. Using the relaxation spectrometry (RS) method, it was shown that the studied PA6/ APK blends had one glass transition temperature (Тg) located on the temperature scale between Тg of initial PA6 and APK. It was also found that in these mixtures, the PA6 b-relaxation peak, responsible for the local movement of small-scale structural units of the main chain and side branches, was socialized with the b-peak of APK. On this basis, conclusions were drawn about the compatibility of PA6 and APK at the segmental and small-scale level. The mutual influence of polymer components of PA6/APK blends on the dynamic shear modulus and the zG3 criterion is shown. The DSC analysis has revealed a slowdown in the crystallization of PA6 and APK in their blends, which is probably due to the formation of extensive interfacial (transitional) layers in the PA6/APK blend, in which crystallization of polymer components is hindered due to intermolecular interactions. The analysis of the IR-spectra in the range of 3000–3800 cm–1 has made it possible to establish the formation of hydrogen bonds between the polyamide –NH-groups and carbonyls –C=O, being part of APK, which contributes to an increase in the compatibility of the polymer components of the blend under study.

полиамид 6алифатический поликетонсовместимостьсмеси полимеровмежфазные взаимодействияpolyamide 6aliphatic polyketonecompatibilitypolymer blendsinterfacial interactionsReferencesКулезнев, В. Н. Смеси и сплавы полимеров / В. Н. Кулезнев. – СПб., 2013. – 216 с.Kuleznev V. N. Polymer mixtures and alloys. Saint Petersburg, 2013. 216 p. (in Russian).Песецкий, C. C. Смесевые полиамидные композиции и технологии их получения (обзор) / C. C. Песецкий, А. А. Богославский // Материалы. Технологии. Инструменты. – 1999. – № 2. – С. 27–38.Pesetskii S. S., Bogoslavskii A. A. Blended polyamide compositions and technologies for their production (review). Materialy. Tekhnologii. Instrumenty = Materials. Technologies. Tools, 1999, no. 2, pp. 27–38 (in Russian).Jurkowski, B. Functionalized polyolefins and aliphatic polyamide blends: interphase interactions, rheology and high elastic properties of melts / B. Jurkowski, S. S. Pesetskii // Polyolefin Blends / eds. D. Nwabunma, T. Kyu. – Noboken, New York, 2008. – Ch. 18. – P. 527–555. https://doi.org/10.1002/9780470199008.ch18Jurkowski B., Pesetskii S. S. Functionalized polyolefins and aliphatic polyamide blends: interphase interactions, rheology and high elastic properties of melts. Nwabunma D., Kyu T. (eds.). Polyolefin Blends. New York, 2008, ch. 18, pp. 527–555. https://doi.org/10.1002/9780470199008.ch18Utracki, L. A. Polymer Blends Handbook / L. A. Utracki, Ch. A. Wilkie. – Dordrecht, 2014. – 2378 p. https://doi.org/10.1007/978-94-007-6064-6Utracki L. A., Wilkie Ch. A. Polymer Blends Handbook. Dordrecht, 2014. 2378 p. https://doi.org/10.1007/978-94-007-6064-6High impact strength of aliphatic polyketone/polyamide 6 blends induced by a chemical reaction / Hong Gu Kwon [et al.] // Journal of Elastomers and Plastics. – 2023. – Vol. 55, N 4. https://doi.org/10.1177/00952443231158781Gu Kwon H., Park J., Kim N., Lee S., Shim J., Lee M., Son Y. High impact strength of aliphatic polyketone/polyamide 6 blends induced by a chemical reaction. Journal of Elastomers and Plastics, 2023, vol. 55, no. 4. https://doi.org/10.1177/00952443231158781High impact properties of Polyketone/Polyamide 6 alloys induced by characteristic morphology and water absorption / A. Asano [et al.] // Macromolecules. – 2009. – Vol. 42, N 24. – P. 9506–9514. https://doi.org/10.1021/ma901428zAsano A., Nishioka M., Takahashi Y., Kato A., Hikasa S., Iwabuki H., Nagata K., Sato H., Hasegawa T., Sawabe H., Arao M., Suda T., Isoda A., Mukai M., Ishikawa D., Izumi T. High impact properties of Polyketone/Polyamide-6 alloys induced by characteristic morphology and water absorption. Macromolecules, 2009, vol. 42, no. 24, pp. 9506–9514. https://doi.org/10.1021/ma901428zБелов, Г. П. Поликетоны – чередующиеся сополимеры монооксида углерода / Г. П. Белов, Е. В. Новикова // Успехи химии. – 2004. – Т. 73, № 3. – С. 292–319.Belov G. P., Novikova E. V. Polyketones as alternating copolymers of carbon monoxide. Russian Chemical Reviews, 2004, vol. 73, no. 3, pp. 267–291. https://doi.org/10.1070/rc2004v073n03abeh000840Влияние химического строения на структуру и свойства чередующихся тройных сополимеров этилена, пропилена и оксида углерода / Д. В. Анохин [и др.] // Высокомолекулярные соединения. Сер. А. – 2004. – Т. 46, № 8. – С. 1364–1373.Anokhin D. V., Neverov V. M., Chvalun S. N., Konyukhova E. V., Hollmann F., Rieger B. The effect of synthetic conditions on the structure and properties of alternating terpolymers of ethylene, propylene, and carbon monoxide. Polymer Science, Series A, 2004, vol. 46, no. 8, pp. 833–840.Тагер, А. А. Некоторые новые представления в области растворов полимеров (обзор) / А. А. Тагер // Высокомолекулярные соединения. Сер. А. – 1984. – Т. 25, № 4. – С. 659–674.Tager A. A. Some new insights into polymer solutions (review). Polymer Science U.S.S.R., 1984, vol. 26, no. 4, pp. 729–747. https://doi.org/10.1016/0032-3950(84)90238-7Тагер, А. А. Термодинамическая совместимость полимеров / А. А. Тагер, В. С. Блинов // Успехи химии. – 1987. – Т. 56, № 6. – С. 1004–1023.Tager A. A., Blinov V. S. Thermodynamic Compatibility of Polymers. Russian Chemical Reviews, 1987, vol. 56, no. 6, pp. 579–590. https://doi.org/10.1070/rc1987v056n06abeh003291Вязкоупругое поведение и релаксационные процессы в смесях поликарбонат–полибутилентерефталат / И. И. Перепечко [и др.] // Высокомолекулярные соединения. – 1993. – Т. 35, № 2. – С. 174–178.Perepechko I. I., Danilov V. A., Nizhegorodov V. V., Bessonova N. P., Konyukhova E. V. Viscoelastic behaviour and relaxation in Polycarbonate/Polybutyleneterephthalate blends. Vysokomolekulyarnye soedineniya = Polymer Science, Series A, 1993, vol. 35, no. 2, pp. 174–178 (in Russian).Нестеров, A. E. Термодинамика растворов и смесей полимеров / A. E. Нестеров, Ю. С. Липатов. – Киев, 1984. – 300 с.Nesterov A. E., Lipatov Yu. S. The thermodynamics of polymer solutions and mixtures. Kiev, 1984. 300 p. (in Russian).Бартенев, Г. М. Релаксационная спектроскопия полимеров / Г. М. Бартенев, А. Б. Бартенева. – М., 1992. – 383 c.Bartenev G. M., Barteneva A. B. Relaxation spectroscopy of polymers. Moscow, 1992. 383 p. (in Russian).Берштейн, В. А. Дифференциальная сканирующая калориметрия в физикохимии полимеров / В. А. Берштейн, В. М. Егоров. – Л., 1990. – 256 с.Bershtein V. A., Egorov V. M. Differential scanning calorimetry in polymer physicochemistry. Leningrad, 1990. 256 p. (in Russian).Инфрaкрасная спектроскопия полимеров / И. Дехант [и др.]. – М., 1976. – 471 с.Dekhant I., Danc R., Kimmer V., Shnol’ke R. Infrared spectroscopy of polymers. Moscow, 1976. 471 p. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.