danДоклады Национальной академии наук БеларусиDoklady of the National Academy of Sciences of Belarus1561-83232524-2431The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8323-2026-70-5-424-431dan-1336Research ArticleТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИTECHNICAL SCIENCESВлияние малых добавок алифатического поликетона на структуру и свойства полиамида 6Effect of small additives of aliphatic polyketone on the structure and properties of polyamide 6https://orcid.org/0000-0002-1182-6938КривогузЮ. М.KrivoguzYu. M.

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

ул. Кирова, 32а, 246050, Гомель 

Krivoguz Yuri M. – D. Sc (Engineering), Associate Professor, Director

2a, Kirov Str., 246050, Gomel 

krivoguz@mpri.org.byУсоваВ. Н.UsovaV. N.

Усова Виктория Николаевна – мл. науч. сотрудник, аспирант

ул. Кирова, 32а, 246050, Гомель 

Usova Viktoriya N. – Junior Researcher, Postgraduate Student

2a, Kirov Str., 246050, Gomel 

viktoriya.usovav@mail.ruИнститут механики металлополимерных систем имени В. А. Белого Национальной академии наук БеларусиБеларусьV. A. Belyi Metal-Polymer Research Institute of the National Academy of Sciences of BelarusBelarus202613112026705424431Copyright © Кривогуз Ю.М., Усова В.Н., 20262026Кривогуз Ю.М., Усова В.Н.Krivoguz Y.M., Usova 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/1336

Исследовано влияние малых добавок алифатического поликетона (АПК) на структурные, механические и реологические характеристики полиамида 6 (ПА6). Установлено, что введение даже минимальных концентраций АПК (0,3–0,5 мас. %) приводит к существенному снижению показателя текучести расплава ПА6, что указывает на интенсивное межмолекулярное взаимодействие компонентов. Показано, что эффект малых добавок АПК на теплофизические свойства ПА6 носит сложный характер. При 0,3–0,5 мас. % АПК стимулирует кристаллизацию полиамидной матрицы, повышая энтальпию фазовых переходов и индекс кристалличности. Дальнейшее увеличение концентрации АПК до 1,0–5,0 мас. % подавляет кристаллизацию ПА6, приводя к снижению всех исследуемых теплофизических характеристик. Проведенное исследование выявило экстремальный характер влияния малых добавок АПК на прочностные свойства ПА6. Оптимальная концентрация АПК для повышения механической прочности ПА6 составляет 1,0 мас. %, при которой достигаются максимальные значения модуля упругости, предела текучести и прочности при растяжении.

The influence of small additive of aliphatic polyketone (APK) on the structural, mechanical, and rheological characteristics of polyamide 6 (PA6) has been investigated. It was established that the introduction of even minimal APK concentrations (0.3–0.5 wt. %) leads to a significant reduction in the melt flow index of PA6, indicating intensive intermolecular interaction between the components. The impact of small APK additives on the thermophysical properties of PA6 exhibits complex behavior. Within the 0.3–0.5 wt. % range, APK stimulates the crystallization of the polyamide matrix, increasing the phase transition enthalpies and the crystallinity index. Conversely, further increasing the APK content to 1.0– 5.0 wt. % suppresses PA6 crystallization, resulting in a decrease in all studied thermophysical parameters. The study revealed an extremal nature of the effect of small APK additions on the strength properties of PA6. The optimal APK concentration for enhancing the mechanical strength of PA6 is 1.0 wt. %, at which maximum values for the elastic modulus, yield point, and tensile strength are achieved.

полиамидалифатический поликетонмалые добавкиструктурасвойстваpolyamidealiphatic polyketonesmall additivesstructurepropertiesРабота выполнена в рамках задания 4.2.4 «Разработка и совершенствование научных основ модифицирования полиолефинов и гетероцепных полимеров методом реакционной экструзии для создания полимерных композитов с улучшенным комплексом технических свойств» ГПНИ 7 «Современное материаловедение, перспективные материалы и новые технологии», подпрограмма 7.4 «Порошковые и композиционные материалы» на 2026–2030 гг.The work was carried out within the framework of task 4.2.4 “Development and improvement of the scientific foundations for modifying polyolefins and heterochain polymers by reactive extrusion to create polymer composites with an improved set of technical properties” of the State Program for Scientific Research 7 “Modern Materials Science, Advanced Materials and New Technologies”, subprogram 7.4 “Powder and Composite Materials” for 2026–2030.ReferencesUtracki, L. A. Polymer аlloys and blends: Thermodynamics and rheology / L. A. Utracki. – Munich, 1990. – 356 p.Utracki L. A. Polymer Аlloys and Blends: Thermodynamics and Rheology. Munich, 1990. 356 p.Нельсон, У. Е. Технология пластмасс на основе полиамидов / У. Е. Нельсон. – М., 1973. – 256 с.Nelson W. E. Nylon Plastics Technology. Moscow, 1973. 256 p. (in Russian).Page, I. B. Polyamides as Engineering Thermoplastic Materials / I. B. Page. – Shawbury, 2000. – 144 p.Page I. B. Polyamides as Engineering Thermoplastic Materials. Shawbury, 2000. 144 p.Tuna, B. Chain extension of recycled PA6 / B. Tuna, H. Benkreira // Polymer Engineering and Science. – 2018. – Vol. 58, N 7. – P. 1037–1042. https://doi.org/10.1002/pen.24663Tuna B., Benkreira H. Chain extension of recycled PA6. Polymer Engineering and Science, 2018, vol. 58, no. 7, pp. 1037–1042. https://doi.org/10.1002/pen.24663Песецкий, 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).Белов, 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/rc2004v073n03abeh000840High impact strength of aliphatic polyketone/polyamide 6 blends induced by a chemical reaction / H. G. Kwon, J. Park, N. Kim [et al.] // Journal of Elastomers and Plastics. – 2023. – Vol. 55, N 4. https://doi.org/10.1177/00952443231158781Kwon H. G., 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/10.1177/00952443231158781Кривогуз, Ю. М. Бинарные смеси полиамида 6 с алифатическим поликетоном: анализ совместимости полимерных компонентов / Ю. М. Кривогуз, В. Н. Усова, В. Н. Коваль // Доклады Национальной академии наук Беларуси. – 2024. – Т. 68, № 2. – С. 170–176. https://doi.org/10.29235/1561-8323-2024-68-2-170-176Krivoguz Yu. M., Usova V. N., Koval V. N. Binary blends of polyamide 6 with aliphatic polyketone: compatibility analysis of polymer components. Doklady Natsional’noi akademii nauk Belarusi = Doklady of the National Academy of Sciences of Belarus, 2024, vol. 68, no. 2, pp. 170–176 (in Russian). https://doi.org/10.29235/1561-8323-2024-68-2-170-176Nanoscale morphology, interfacial hydrogen bonding, confined crystallization and greatly improved toughness of polyamide 12/polyketone blends / S. Li, Y. Yang, X. Zha [et al.] // Nanomaterials. – 2018. – Vol. 8, N 11. – Art. 932. https://doi.org/10.3390/nano8110932Li S., Yang Y., Zha X., Zhou Y., Yang W., Yang M. Nanoscale morphology, interfacial hydrogen bonding, confined crystallization and greatly improved toughness of polyamide 12/polyketone blends. Nanomaterials, 2018, vol. 8, no. 11, art. 932. https://doi.org/10.3390/nano8110932Chemical-resistant polyamide 6/polyketone composites with gradient encapsulation structure: An insight into the formation mechanism / Y. Wang, D.-F. Hou, K. Ke [et al.] // Polymer. – 2021. – Vol. 212. – Art. 123173. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2020.123173Wang Y., Hou D.-F., Ke K., Huang Y.-H., Yan Y., Yang W., Yin B., Yang M.-B. Chemical-resistant polyamide 6/polyketone composites with gradient encapsulation structure: An insight into the formation mechanism. Polymer, 2021, vol. 212, art. 123173. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2020.123173Understanding the molecular origin of the superior toughness of polyamide-6/polyketone blends by solid-state NMR spectroscopy / Y. Zhai, Y. Luo, X. Wang [et al.] // Polymer. – 2022. – Vol. 259. – Art. 125324. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2022.125324Zhai Y., Luo Y., Wang X., Zhang C., Chen H., Zhang R., Bao R., Zhou Y., Yang M., Yang W. Understanding the molecular origin of the superior toughness of polyamide-6/polyketone blends by solid-state NMR spectroscopy. Polymer, 2022, vol. 259, art. 125324. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2022.125324

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