ДОСЛІДЖЕННЯ Взаємодія В СИСТЕМАХ нітрату целюлози - уретанового каучук
Відомо [1, 2], що при поєднанні двох полімерів спостерігається неаддитивних зміна фізико-механічних властивостей подвійних композицій від співвідношення компонентів, пояснюване особливостями їх двофазної структури. У зв'язку з цим цікаво вивчення деяких закономірностей структуроутворення, обумовлених виникненням міжмолекулярних водневих зв'язків у бінарних полімерних системах нітрат целюлози (НЦ) - уретановий каучук, а також зв'язки структури цих систем з їх фізико-механічними властивостями. Інтерес обумовлений тим, що знання таких зв'язків дає можливість цілеспрямованого управління структуроутворенням і властивостями полімерних композицій і необхідно також для подальшого розвитку теоретичних уявлень про зв'язок будови полімерних композицій з їх фізико-механічними властивостями.
Досліджували НЦ з вмістом азоту 12%, М = 70 000 і уретанові каучуки марок СКУ-8А і КК-1. Перший являє собою продукт взаємодії складного поліефіру П-6 і 1,4-бутандіолу з 2,4-толуілендиізоціанатів, другий - складного поліефіру ПБА (Продукту поліетеріфікаціі етиленгліколю, 1,4-бутандіолу і адипінової кислоти) і 1,4-бутандіолу з 2,4-толуілендиізоціанатів.
Зразки для досліджень готували у вигляді плівок, отриманих з ацетонових розчинів індивідуальних полімерів і їх сумішей. Плівки товщиною 2 мм для рентгенівських досліджень, ДТА і фізико-механічних випробувань готували з 7%-них розчинів в чашках Петрі, а для ІЧ-спектроскопії - з 2%-них розчинів на підкладках з CaF2. Для повного видалення розчинника із зразків плівки суміщених композицій піддавали багаторазового вакуумуванню при 70 В°. Після кожного термостатування і вакуумування знімали ІЧ-спектри, в яких не було виявлено ніяких змін. ІЧ-спектри знімали на спектрофотометрі UR-20 в області 1000 - 4000 см -1 . Дифрактограми сумішей полімерів реєстрували на приладі В«Дрон-3В» в діапазоні кутів дифракції 29 = 5-50 В°.
ДТА і фізико-механічні випробування проводили за загальноприйнятими для полімерів методиками [3]. p> ДТА суміщених сумішей полімерів свідчить про те, що у разі переважаючого змісту СКУ-8А в сумішах на диференціальних термограммах присутній ендотермічний пік плавлення кристалів каучуку, однак положення вершин цього піку змінюється в порівнянні з індивідуальним каучуком. Так, в суміші з 10% НЦ вершина максимуму відповідає температурі 34 В°, що на 3 В° нижче відповідної температури для каучуку. Мабуть, кристалічна структура каучуку стає більш дефектної при введенні НЦ, присутність НЦ в системах більше 20 вагу. % Викликає зникнення характерного для каучуку ендотермічного піку плавлення, що зумовлено аморфізацію каучуку.
В
Рис. 1. Дифрактограми композицій НЦ: СКУ-8А = 100: 0 (2), 80: 20 (2), 70:30 (3), 60:40 (4), 40:60 (5), 30: 70 (6), 20: 80 (7), 10: 90 (8) і 0:100 (9)
Рис. 2. ІЧ-спектри суміщених композицій НЦ: СКУ-8А = 100: 0 (1), 90: 10 (2), 80: 20 (3), 60: 40 (4), 40: 60 (5), 20: 80 ( 6), 10: 90 (7) і 0: 100 (в)
З метою отримання даних про зміни, що відбуваються в кристалічній структурі суміщених композицій при різних співвідношеннях між компонентами, були проведені рентгенографічні дослідження полімерних сумішей. На рис. 1 представлена ​​серія дифрактограм композицій НЦ - СКУ-8А з різним співвідношенням компонентів. Видно, що на дифрактограмах сумішей з переважним вмістом каучуку (80-90 вагу.% по відношенню до НЦ) є всі кристалічні рефлекси, типові для каучуку, при тих же самих кутах, однак інтенсивність їх змінюється при різному змісті НЦ. Ймовірно, на дифрактограмах відображаються дефекти кристалічної структури каучуку, викликані утрудненням кристалізації останнього в присутності макромолекул НЦ. При вмісті НЦ вище 20 вагу.% Структура композицій повністю змінюється. Зникають всі кристалічні рефлекси, характерні для індивідуальних полімерів (рис. 1), т. е. відбувається повна аморфізація системи. При переважній змісті НЦ в сумішах на дифрактограмах зберігаються рефлекси, типові для НЦ [4], відбувається лише невелике зниження інтенсивності гострого максимуму при 28 = 13 В° по відношенню до інтенсивності розмитого і деякий зсув дифузного максимуму в бік менших кутів. Дифракційні максимуми каучуку на дифрактограмах таких сумішей відсутні, що свідчить про повне зруйнування його кристалічної . Структури при введенні в НЦ до 50 вагу. % Каучуку. p> Для з'ясування змін міжмолекулярних взаємодій, які відбуваються при добавці в каучук НЦ, були вивчені ІЧ-спектри композицій у порівнянні зі спектрами накладення полімерів, На рис. 2 представлені серії спектрів бінарних систем НЦ - СКУ-8А з різним співвідношенням компонентів. Спектр НЦ має характерну смугу поглинання з максимумом 3580 см -1 [5]. У спектрах каучуків спостерігаються дві чіткі смуги з максимумами при 3350 і 3450 см ...
