Равноканальная многоугловая экструзия полиолефиновых композитов

Abstract

На примере композиций: полиэтилен высокой плотности–нанопластины графита xGnP(5), изотактический полипропилен–нанопластины графита xGnP(5) изучены возможности равноканальной многоугловой экструзии (РКМУЭ) для улучшения физико-механических свойств полимерных композитов. Показано, что РКМУЭ приводит к повышению в 1.3−1.5 раза микротвердости и однородности ее распределения по поперечному сечению экструдатов, снижению на 95−96% коэффициента линейного термического расширения. Величина эффекта зависит от типа полимерной матрицы.

На прикладі композицій: поліетилен високої густини–нанопластини графіту xGnP(5), ізотактичний поліпропілен–нанопластини графіту xGnP(5) вивчено можливості рівноканальної багатокутовоої екструзії (РКБКЕ) для покращення фізико-механічних властивостей полімерних композитів. Показано, що РКБКЕ призводить до підвищення в 1.3−1.5 рази мікротвердості й однорідності її розподілу по поперечному перерізі екструдатів, зниженню на 95−96% коефіцієнта лінійного термічного розширення. Величина ефекту залежить від типу полі- мерної матриці.

Abilities of equal-channel multiple-angular extrusion (ECMAE) to enhance physical and mechanical properties of polymeric composites and effect of the type of polymeric matrix on the strengthening ability of extrudates are studied by the example of compositions of polyethylene of high density, isotactic polypropylene and graphite nanoplates xGnP(5). ECMAE was realized at the plastic deformation intensity ΔΓ = 0.83, the value of accumulated strain ε = 8.5, the extrusion speed 0.6⋅10−3 m/s. The deformation route included pairs of oblique deforming channels located in the planes rotated through the angle of 90° clockwise and separated by vertical deforming channels. It is demonstrated that ECMAE results in microhardness multiplied by factor of 1.3−1.5 and homogeneous distribution of microhardness over the cross-section of the extrudates. The effect depends on the type of the polymeric matrix. The highest increase in microhardness is achieved when polyethylene matrix is used because of better ability of molecular orientation, not polypropylene one. It was registered that ECMAE provides 95−96% reduction of the coefficient of linear thermal expansion of the tested polymeric composites in two perpendicular directions (aligned and perpendicular to the axis of the sample).