Морфология реакторных композиций сверхвысокомолекулярного полиэтилена с полиэтиленом высокой плотности

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Исследованы реакторные полимерные композиции на основе сверхвысокомолекулярного ПЭ с Mw = 1000 кг/моль и низкомолекулярного ПЭВП с Mw = 48 кг/моль, полученные в одностадийной полимеризации этилена в присутствии бинарной каталитической системы. Содержание фракции низкомолекулярного ПЭВП в композициях составляло от 6.3 до 29 мас. %. С применением метода ДСК определены температуры плавления и кристаллизации, содержание кристаллической фазы для указанных материалов. Полученные данные свидетельствуют о вероятности образования со-кристаллов между сегментами макромолекул в композициях сверхвысокомолекулярный ПЭ/низкомолекулярный ПЭВП. Проведено исследование насцентных композиций методом РСА в широких углах для выяснения влияния содержания фракции низкомолекулярного ПЭВП на кристаллическую фазу сверхвысокомолекулярный ПЭ/низкомолекулярный ПЭВП, размеры ламелей в направлениях, перпендикулярных плоскостям 110 и 200. Изучение и сравнение вязкоупругих свойств сверхвысокомолекулярного ПЭ, низкомолекулярного ПЭВП и реакторных композиций на их основе методом ДМА также позволило выявить модифицирующее действие фракции низкомолекулярного ПЭВП на кристаллическую и аморфную фазы композиций сверхвысокомолекулярный ПЭ/низкомолекулярный ПЭВП.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Е. Е. Старчак

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук

Author for correspondence.
Email: star2004i341@rambler.ru
Russian Federation, Москва

Т. М. Ушакова

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук

Email: star2004i341@rambler.ru
Russian Federation, Москва

С. С. Гостев

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук

Email: star2004i341@rambler.ru
Russian Federation, Москва

И. А. Маклакова

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук

Email: star2004i341@rambler.ru
Russian Federation, Москва

Д. Н. Втюрина

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук

Email: star2004i341@rambler.ru
Russian Federation, Москва

Ю. А. Гордиенко

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук

Email: star2004i341@rambler.ru
Russian Federation, Москва

И. И. Арутюнов

МИРЭА – Российский технологический университет

Email: star2004i341@rambler.ru
Russian Federation, Москва

Л. А. Новокшонова

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук

Email: star2004i341@rambler.ru
Russian Federation, Москва

References

  1. Lafleur S., Berthoud R., Ensinck R., Cordier A., Cremer G.De., Philippaerts A., Bastiaansen K., Margossian T., Severn J.R. // J. Polym. Sci., Polym. Chem. 2018. V. 56. № 15. P. 1645.
  2. Ronca S., Forte G., Ailianou A., Kornfield J.A., Rastogi S. // ACS Macro Lett. 2012. V. 1. № 9. P. 1116.
  3. Gonzalez J., Rosales C., Gonzalez M., Leon N., Escalona R., Rojas H. // J. Appl. Polym. Sci. 2017. V. 134. № 26. P. 44996.
  4. Patel K., Chikkali S.H., Sivaram S. // Prog. Polym. Sci. 2020. V. 109. P. 101290.
  5. Liang P., Chen Y., Ren C., Chen M., Jiang B., Wang J., Yang Y., Li W. // Ind. Eng. Chem. Res. 2020. V. 59. № 45. P. 19964.
  6. Rastogi S., Spoelstra A.B., Goossens J.G.P., Lemstra P.J. // Macromolecules. 1997. V. 30. P. 7880.
  7. Zuo J., Liu S., Zhao J. // Polym. Polym. Compos. 015, V. 23. P. 59.
  8. Jaggi H.S., Satapathy B.K., Ray A.R. // J. Polym. Res. 2014. V. 21. P. 1.
  9. Li Y., Wang Y., Bai L., Zhou H., Yang W., Yang M.-B. // J. Macromol. Sci. B. 2011. V. 50. P. 37.
  10. Ferreira E.H.C., Fechine G.J.M. // J. Appl. Polym. Sci. 2020. P. 49604.
  11. Krishnaswamy R.K., Yang, Q., Fernandez-Ballester, L., Kornfield, J.A. // Macromolecules. 2008. V. 41. P. 1693.
  12. Kessner U., Kaschta J., Stadler F.J., Le Duff C.S., Drooghaag X., Munstedt H. // Macromolecules. 2010. V. 43. P. 7341.
  13. Nazarov V.G., Stolyarov V.P., Doronin F.A., Evdokimov A.G., Rytikov G.O., Brevnov P.N., Zabolotnov A.S., Novokshonova L.A., Berlin A.A. // Polymer Science A. 2019. V. 61. № 3. P. 325
  14. Kudinova O.I., Nezhnyi P.A., Grinev V.G., Ryvkina N.G., Krasheninnikov V.G., Berezkina N.G., Ladygina T.A., Novokshonova L.A. // Russ. J. Phys. Chem. B. 2022. V. 16. № 4. P. 764.
  15. Bee S.L., Abdullah M.A.A., Bee S.T., Sin L.T., Rahmat A.R. // Progr. Polym. Sci. 2018. V. 85. P. 57.
  16. Ruff M., Lang C., Paulik R.W. // Macromol. React. Eng. 2013. V. 7. P. 328.
  17. Stürzеl M., Mihаn S., Mülhаuрt R. // Сhеm. Rеv. 2016. V. 116. № 3. P. 1398.
  18. Ushakova T.M., Starchak E.E., Krasheninnikov V.G., Grinev V.G., Ladygina T.A., Novokshonova L.A. // J. Appl. Polym. Sci. 2014. V. 131. № 8. P. 40151.
  19. Ushakova T., Gostev S., Starchak E., Krasheninnikov V., Grynev V., Kudinova O., Novokshonova L. // Iran. Polym. J. 2023. V. 32. № 5. P. 523.
  20. Stürzel M., Hees T., Enders M., Thomann Y., Blattmann H., Mülhaupt R. // Macromolecules. 2016. V. 49. P. 8048.
  21. Moreno J. van Grieken R., Carrero A., Paredes B. // Polymer. 2011. V. 52. P. 1891.
  22. Gostev S.S., Starchak E.E., Ushakova T.M., Гринев В.Г., Krasheninnikov V.G., Gorenberg A.Ya., Vtyurina D.N., Ladygina T.A., Novokshonova L.A. // Polymer Science А. 2023. V. 65. № 4. P.
  23. Ehrenstein G.W., Riedel G., Trawiel P. // In Book Thermal analysis of plastics. Munich: Carl Hanser Verlag. 2004. P. 236.
  24. Bakshi A.K., Ghosh A.K. // Polym. Eng. Sci. 2022. V. 62. P. 2335.
  25. Seguela R. // J. Polym. Sci., Polym. Phys. 2005. V. 43. P. 1729.
  26. Ahmad M., Wahit M.U., Rafiq M., Kadir A., Dahlan K.Z.M., Jawaid M. // J. Polym. Eng. 2013. V. 33. № 7. P. 599.
  27. Nittaa K.H., Tanaka A. // Polymer. 2001. V. 42. P. 1219.
  28. Lim K.L.K., Mohd Ishak Z.A., Ishiaku U.S., Fuad A.M.Y., Yusof A.H., Czigany T., Pukanszky B., Ogunniyi D.S. // J. Appl. Polym. Sci. 2005. V. 97. P. 413.
  29. Lucas A.A., Ambrósio J.D., Otaguro H., Costa L.C., Agnelli J.A.M. // Wear. 2011. V. 270. P. 5.
  30. Ushakova T.M., Starchak E.E., Krasheninnikov V.G., Shcherbina M.A., Gostev S.S., Novokshonova L.A. // J. Appl. Polym. Sci. 2022. V. 139. № 16. P. 52000.
  31. Boscoletto A.B., Franco R., Scapin M., Tavan M. // Eur. Polym. J. 1997. V. 33. P. 97.
  32. Diop M.F., Burghardt W.R., Torkelson J.M. // Polymer. 2014. V. 55. P. 4948.
  33. Zhu Y., Chang L., Yu S.J. // Therm. Anal. 1995. V. 45. P. 329.
  34. Egorov V., Marikhin V., Myasnikova L., Borisov A., Ivan’kova E., Ivanchev S. // Phys. Solid State. 2019. V. 61. P. 1927.
  35. Puig C.C. // Polymer 2001. V. 42. P. 6579.
  36. Cerrada M.L., Benavente R., Perez E. // Macromol. Chem. Phys. 2002. V. 203. № 4. P. 718.
  37. Roy S.K., Kyu T., Manley St.R.J. // Macromolecules. 1988. V. 21. P. 1741.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. SEM image of particles of ultra-high molecular weight PE/low molecular weight HDPE composite with 21.3 wt% low molecular weight HDPE. Magnification 200

Download (148KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Crystallisation thermograms of ultrahigh molecular weight PE, low molecular weight HDPE and reactor compositions of ultrahigh molecular weight PE/low molecular weight HDPE with the content of low molecular weight HDPE 0 (UHMWPE) (1), 100 (2), 6.3 (3) and 29 wt% (4). For clarity of the figure, the crystallisation thermogram of the ultra-high molecular weight PE/low molecular weight HDPE composition containing 21.3 wt% low molecular weight HDPE is not presented

Download (68KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. X-ray scattering diffractograms of nascent samples of ultra-high molecular weight PE (1), low molecular weight HDPE (2) and ultra-high molecular weight PE/low molecular weight HDPE compositions with the content of low molecular weight HDPE 6.3 (3), 21.3 (4), 29 wt.% (5)

Download (72KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Temperature dependences of E’’ for pure ultrahigh molecular weight PE (1) and low molecular weight HDPE (2). Explanations in the text

Download (77KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Temperature dependences of E’’ for polymer compositions of ultra-high molecular weight PE/low molecular weight HDPE with the content of low molecular weight fraction 6.3 (1), 13.0 (2), 21.3 (3) and 29.0 wt% (4). Explanation in the text

Download (85KB)
Indexing metadata
7. Table 1. Thermal characteristics of ultrahigh molecular weight PE, low molecular weight PVP and ultrahigh molecular weight PE/low molecular weight HDPE compositions

Download (147KB)
Indexing metadata
8. Table 2. Crystallization of ultrahigh molecular weight PE/low molecular weight PVP compositions

Download (225KB)
Indexing metadata
9. Table 3. Crystal lattice parameters and degree of crystallinity of ultrahigh molecular weight PE, low molecular weight PVP and polymer compositions ultrahigh molecular weight PE/low molecular weight HDPE according to RSA data

Download (168KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences