danДоклады Национальной академии наук БеларусиDoklady of the National Academy of Sciences of Belarus1561-83232524-2431The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"dan-409Research ArticleТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИTECHNICAL SCIENCESУПРОЧНЕНИЕ ПОЛИАМИДА 6 ПРИ ГИБРИДНОМ НАПОЛНЕНИИ КОРОТКИМ БАЗАЛЬТОВЫМ ВОЛОКНОМ И НАНОГЛИНОЙPOLYAMIDE 6 REINFORCEMENT BY HYBRID SHORT BASALT FIBER AND ORGANOCLAY FILLINGПесецкийС. С.PesetskiiS. S.

член-корреспондент, д-р техн. наук, профессор, заведующий отделом

Corresponding Member, D. Sc. (Engineering), Professor, Head of the Department

otdel5mpri@tut.byБогдановичС. П.BogdanovichS. P.

канд. техн. наук, доцент, вед. науч. сотрудник

Ph. D. (Engineering), Assistant Professor, Leading researcher

otdel5mpri@tut.byСодылеваТ. М.SodylevaT. M.

мл. науч. сотрудник

Junior researcher

otdel5mpri@tut.byИнститут механики металлополимерных систем им. В. А. Белого НАН Беларуси, ГомельV. A. Belyi Metal-Polymer Research Institute of the National Academy of Sciences of Belarus, Gomel2017290420176127483Copyright © Песецкий С.С., Богданович С.П., Содылева Т.М., 20172017Песецкий С.С., Богданович С.П., Содылева Т.М.Pesetskii S.S., Bogdanovich S.P., Sodyleva T.M.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/409

Исследовано влияние на структуру и механические свойства полиамида 6 (ПА6) добавок коротких базальтовых волокон (БВ) и органоглины – монтмориллонита, модифицированного обработкой поверхностно-активным веществом (четвертичной аммонийной солью соляной кислоты, в которой катион азота связан с метильным, таллильным и двумя гидроксиэтильными углеводородными радикалами). Компаундирование материалов осуществляли в расплаве ПА6 методом реакционной экструзии (РЭ) при использовании двухшнекового экструдера с диаметром шнеков D = 35 мм и L / D = 40. Показано, что при гибридном наполнении БВ и органоглиной наблюдается синергическое усиление механических характеристик композитов, причем данный эффект наиболее ярко выражен при пониженной концентрации (15 масс. %) БВ в композите.

 

The effect of additives of short basalt fibers (BF) and organoclay – a montmorillonite modified with surfactant (quaternary ammonium salt of hydrochloric acid, in which the nitrogen cation is associated with methyl, tallilnym and two hydroxyethyl hydrocarbon radicals) – on the structure and mechanical properties of polyamide 6 (PA6) has been studied. The component compounding was carried out in the PA6 melt by reactive extrusion (RE) using a twin-screw extruder (screw diameter D = 35 mm and L / D = 40). It was shown that at hybrid filling of PA6 with BF and organoclay, the synergistic enhancement of mechanical characteristics of the composites is observed. This effect is most pronounced at low concentration (15 wt %) of BF in the composite.

 

полиамид 6базальтовое волокноорганоглинагибридное наполнениеpolyamide 6basalt fiberorganoclayhybrid fillingReferencesПолимерные композиционные материалы: структура, свойства, технология / М. Л. Кербер [и др.]; под ред. А. А. Берлина. – СПб.: Профессия, 2008. – 560 с.Kerber M. L., Vinogradov V. M., Golovkin G. S., Gorbatkina Yu. A., Kryzhanovskii V. K. Polymer composite materials. Saint Petersburg, Professiya Publ., 2008. 560 p. (in Russian).Песецкий, С. С. Нанокомпозиты, получаемые диспергированием слоистых силикатов в расплавах полимеров / С. С. Песецкий, С. П. Богданович, Н. К. Мышкин // Полимерные материалы и технологии. – 2015. – Т. 1, № 1. – С. 7–37.Pesetskii S. S., Bogdanovich S. P., Myshkin N. K. Nanocomposites prepared by dispersing layered silicates in polymer melt (review). Polimernye materialy i tekhnologii [Polymer Materials and Technologies], 2015, vol. 1, no. 1, pp. 7–37 (in Russian).Mechanical, thermal and morphological properties of glass fiber and carbon fiber reinforced polyamide-6 and polyamide-6/clay nanocomposites / Shang-Han Wu [et al.] // Mater. Lett. – 2001. – Vol. 49, N 6. – P. 327–333. doi.org/10.1016/s0167- 577x(00)00394-3.Shang-Han Wu, Feng-Yih Wang, Chen-Chi. M. Ma, Wen-Chi Chang, Chun-Ting Kuo, Hsu-Chiang Kuan, Wei-Jen Chen. Mechanical, thermal and morphological properties of glass fiber and carbon fiber reinforced polyamide-6 and polyamide-6/clay nanocomposites. Materials Letters, 2001, vol. 49, no. 6, pp. 327–333. doi.org/10.1016/s0167-577x(00)00394-3.Cho, J. W. Nylon 6 nanocomposites by melt compounding / J. W. Cho, D. R. Paul // Polymer. – 2001. – Vol. 42, N 3. – Р. 1083–1094. doi.org/10.1016/s0032-3861(00)00380-3.Cho J. W., Paul D. R. Nylon 6 nanocomposites by melt compounding. Polymer, 2001, vol. 42, no. 3, pp. 1083–1094. doi. org/10.1016/s0032-3861(00)00380-3.Песецкий, С. С. Гибридные микро- и нанонаполнители для конструкционных пластиков: синергизм армирующего действия / С. С. Песецкий // Полимерные материалы и технологии. – 2015. – Т. 1, № 2. – С. 5.Pesetskii S. S. Hibrid micro- and nanofilling of structural plastics: synergism of reinforcing. Polimernye materialy i tekhnologii [Polymer Materials and Technologies], 2015, vol. 1, no. 2, pp. 5 (in Russian).О влиянии избытка ПАВ в органоглине на структуру и свойства нанокомпозитов на основе ПА6, полученных методом реакционной экструзии / Т. М. Содылева [и др.] // Полимерные материалы и технологии. – 2016. – Т. 2, № 1. – С. 36–46.Sodyleva T. M., Kuznetsova Yu. S., Bogdanovich S. P., Okhlopkova A. A., Pesetskii S. S. On effect of excess surfactant in the organoclay on properties of nanocomposites based on PA6, obtained by reactive extrusion. Polimernye materialy i tekhnologii [Polymer Materials and Technologies], 2016, vol. 2, no. 1, pp. 36–46 (in Russian).Agabekov, V. V. Effect of nanodisperse carbon fillers and isocyanate chain extender оn structure and properties of poly(ethylene terephthalate) / V. V. Agabekov, V. V. Golubovich, S. S. Pesetskii // Journal of Nanomaterials. Special issue on Synthesis, Properties, and Applications of Polymeric Nanocomposites. – 2012. – Vol. 2012. – Article ID 870307. – 7 p. doi. org/10.1155/2012/870307.Agabekov V. V., Golubovich V. V., Pesetskii S. S. Effect of nanodisperse carbon fillers and isocyanate chain extender оn structure and properties of poly(ethylene terephthalate). Journal of Nanomaterials. Special issue on Synthesis, Properties, and Applications of Polymeric Nanocomposites, 2012, vol. 2012, article ID 870307. 7 p. doi.org/10.1155/2012/870307.Полимерные смеси: в 2 т. / под ред. Д. Р. Пола, К. Б. Бакнелла; пер. с англ. – М.: Мир, 1981.Paul D. R., Bucknal С. В. Polymer Blends. New York, Academic Press, 1978, 2 volumes.Pavlidou, S. A review on polymer-layered silicate nanocomposites / S. Pavlidou, C. D. Papaspyrides // Progress in Polymer Science. – 2008. – Vol. 33, N 12. – P. 1119–1198. doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2008.07.008.Pavlidou S., Papaspyrides C. D. A review on polymer-layered silicate nanocomposites. Progress in Polymer Science, 2008, vol. 33, no. 12, pp. 1119–1198. doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2008.07.008.Liu, X. Polyamide 66/clay nanocomposites via melt intercalation / X. Liu, Q. Wu // Macromolecular Materials and Engineering. – 2002. – Vol. 287, N 3. – Р. 180–186. doi.org/10.1002/1439-2054(20020301)287:3%3C180::aid-mame180%3E3.0.co;2-t.Liu X., Wu Q. Polyamide 66/clay nanocomposites via melt intercalation. Macromolecular Materials and Engineering, 2002, vol. 287, no. 3, pp. 180–186. doi.org/10.1002/1439-2054(20020301)287:3%3C180::aid-mame180%3E3.0.co;2-t.Zerda, A. S. Intercalated clay nanocomposites: morphology, mechanics and fracture behavior / A. S. Zerda, A. J. Lesser // Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics. – 2001. – Vol. 39, N 11. – P. 1137–1146. doi.org/10.1002/polb.1090.Zerda A. S., Lesser A. J. Intercalated clay nanocomposites: morphology, mechanics and fracture behavior. Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics, 2001, vol. 39, no. 11, pp. 1137–1146. doi.org/10.1002/polb.1090.Песецкий, С. С. Холодная кристаллизация полиэтилентерефталата в смесях с полибутилентерефталатом, армированных стекловолокном / С. С. Песецкий, В. В. Дубровский, В. Н. Коваль // Докл. Нац. акад. наук Беларуси. – 2011. – Т. 55, № 4. – С. 106–112.Pesetskii S. S., Dubrovski V. V., Koval V. N. Cold crystallization of polyethyleneterephtalate mixed with polybutyleneterephtalate reinforced with glass fiber. Doklady Natsional’noi akademii nauk Belarusi [Doklady of the National Academy of Sciences of Belarus], 2011, vol. 55, no. 4, pp. 106–112 (in Russian).Influence of cooling rate on a structure of PA6 / S. S. Pesetskii [et al.] // European Polymer J. – 2005. – Vol. 41, N 6. – P. 1380–1390. doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2004.12.009.Pesetskii S. S., Jurkowski B., Olkhov Yu. A., Bogdanovich S. P., Koval V. N. Influence of cooling rate on a structure of PA6. European Polymer Journal, 2005, vol. 41, no. 6, pp. 1380–1390. doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2004.12.009.

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