ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ СО СФЕРИЧЕСКИМИ НАПОЛНИТЕЛЯМИ Файзуллин И.З., Мусин И.Н., Вольфсон С.И., Болонина А.М., Файзуллин А.З. ФГБОУ ВО «Казанский национальный исследовательский технологический университет», 68, Карла Маркса, г. Казань, 420015, Российская Федерация, е-mail: ilnur-fz@mail.ru Стремительное развитие современных технологий создает необходимость разработки новых типов полимерных материалов с улучшенным комплексом свойств. В этой связи для улучшения технологических и эксплуатационных свойств в рецептуру полимерных композиционных материалов (ПКМ) вводят различные дисперсные наполнители [1–4]. Одним из актуальных и перспективных направлений полимерной отрасли является получение ПКМ на основе полимеров, наполненных стеклосферами. Выбор стеклосфер в качестве модификатора композиционных материалов обусловлен тем, что они являются высокотехнологичным универсальным наполнителем, который удобен в использовании, может придать изделиям уникальные свойства, что дает возможность использования их в различных сферах. Возможность моделирования параметров стеклосфер обусловливает универсальность применения данного материала. Сферы использования их довольно обширны: в нефтегазодобывающей и химической промышленности, в современных строительных материалах, в аэрокосмической, судостроительной, автомобильной, радиоэлектронной, оборонной, медицинской промышленностях. Широкое распространение стеклосферы получили в полимерных композиционных материалах. Это связано с уменьшением количества связующего, необходимого для смачивания наполнителя, уменьшением усадки материала, снижением плотности и соответственно веса изделия, а также возможностью создания звуко- и теплоизолирующих материалов, свето- и теплоотражающих покрытий. Стеклосферы подразделяют на две большие группы: полые и сплошные. Производители для удобства предлагают классифицировать стеклосферы по способу получения, размеру, плотности, пористости, сопротивлению раздавливанию, конструкции изделия – в зависимости от основных стеклообразующих компонентов. Существует возможность модифицирования поверхности стеклосфер путем ее обработки с помощью аппретов. Это позволяет повысить монолитность наполненных композиций с помощью химического взаимодействия, регулировать прочность адгезионного взаимодействия стеклосфер с матрицей и улучшить сопротивление материала разрушению под влиянием атмосферных воздействий и влаги [5]. Модификация так же дает возможность совместимости стеклосфер с абсолютным большинством полимеров. Стеклосферы придают материалам устойчивость к коррозии, горению, внешним факторам среды [6, 7]. Малый размер определенных марок данного наполнителя способствует гладкому шлифованию поверхности, сопротивлению сколам и трещинам. Определенные марки полых стеклосфер устойчивы к высоким сдвиговым усилиям типовых процессов обработки полимерных композиций, поэтому их можно использовать в большинстве процессах литья под давлением и в экструзии. Они могут не только способствовать снижению массы, но и обеспечивают большую размерную стабильность полимерного изделия при производстве, а также более высокую производительность. Кроме того, стеклосферы способствуют повышению устойчивости к истиранию и уменьшению теплового линейного расширения. Для получения высокотехнологичного изделия из ПКМ с заданным комплексом свойств необходим правильный подбор вида стеклосфер, дозировки и способа ввода. Для этого следует учитывать следующие факторы: тип микросфер (полые или сплошные), размер частиц, их истинную и насыпную плотность, устойчивость к разрушению под давлением, наличие и тип обработки поверхности. Также нужно принять к сведению рекомендации производителя по способу ввода и оптимальной дозировке стеклосфер. Для материалов, получаемых экструзионным методом, стоит особо тщательно выбирать стеклосферы таким образом, чтобы они выдержали высокие сдвиговые усилия и при этом степень их «выживаемости» была не менее 80 %. Подводя итог можно сказать, что материалы со стеклосферами представляют собой новый класс высокотехнологичных полимерных композиционных материалов. Переработка композиций со стеклосферами методом экструзии позволяет расширить сферы применения этих наполнителей и открывает новые перспективы их использования. Литература 1. Симонов-Емельянов И.Д. Структурообразование в полимерных композиционных материалах с полыми стеклянными микросферами / И.Д. Симонов-Емельянов, А.Н. Трофимов, Н.В. Апексимов, С.Б. Зубков // Пластические массы. – 2012. – № 11. – С. 6–10. 2. Fayzullin I.Z. The physicomechanical and rheological characteristics of wood–polymer composites based on thermally and mechanically modified filler / I.Z. Fayzullin, S.I. Volfson, I.N. Musin, A.Z. Fayzullin, A.N. Grachev, S.A. Pushkin // International Polymer Science and Technology, 2017, Vol. 44, No. 2, P. 39–43. 3. Fayzullin I.Z. Influence of the type of wood flour and nano-additives on structure and mechanical properties of wood polymer composites based on polypropelene / I.Z. Fayzullin, S.I. Volfson, I.N. Musin, A.Z. Fayzullin, A.A. Nikiforov // Mechanics, Resource and Diagnostics of Materials and Structures (MRDMS-2016) AIP Conf. Proc. 1785, 040098-1–040098-6; doi: 10.1063/1.4967155 Published by AIP Publishing. 4. Файзуллин И.З. Влияние нанонаполнителей на структуру древесно-полимерных композитов / И.З. Файзуллин, С.И. Вольфсон, И.Н. Мусин, А.С. Гордеев // Вестник технологического университета – 2015. – Т. 18. – № 11. – С. 79–81. 5. Мийченко И.П. Наполнители для полимерных материалов: учебное пособие / И.П. Мийченко // Агентство по образованию «МАТИ» – Российский гос. технол. ун-т. – Москва, 2010 – 195 с. 6. Стеклянные микросферы [Электронный ресурс] – Электрон. текст. дан. – Режим доступа http://solutions.3mrussia.ru/wps/portal/3M/ru_RU/EU-EAMD/Home/OurProducts / Glass Bubbles / (дата обращения: 10.11. 2017). 7. Сиротинкин, Н.В. Особенности горения композиционных полимерных материалов, наполненных полыми стеклосферами / Н.В. Сиротинкин, Е.А. Рюткянен, Ю.Н. Бельшина // Вестник Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России – 2013 – №1. – С. 13–17.
