Структурні особливості поліетилену високого тиску, модифікованого комплексонатами та ацетатами металів

Досліджено вплив ацетатів та комплексонатів металів, зокрема кобальту, міді та цинку, на структурні зміни в поліетилені високого тиску (ПЕВТ), що відбуваються під дією таких факторів, як температура, вологість повітря та УФ-опромінювання. Показано, що дія фізичних факторів на зразки модифікованого П...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2013
Hauptverfasser:	Штомпель, В.І., Бойко, В.В., Дмитрієва, Т.В., Рябов, С.В., Кримовська, С.К., Невмержицька, Г.Ф., Кобріна, Л.В., Янова, К.В.
Format:	Artikel
Sprache:	Ukrainian
Veröffentlicht:	Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України 2013
Schriftenreihe:	Украинский химический журнал
Schlagworte:	Химия высокомолекулярных соединений
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/187841
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Структурні особливості поліетилену високого тиску, модифікованого комплексонатами та ацетатами металів / В.І .Штомпель, В.В. Бойко, Т.В. Дмитрієва, С.В. Рябов, С.К. Кримовська, Г.Ф. Невмержицька, Л.В. Кобріна, К.В. Янова // Украинский химический журнал. — 2013. — Т. 79, № 1. — С. 56-61. — Бібліогр.: 11 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-187841
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1878412023-02-03T21:34:06Z Структурні особливості поліетилену високого тиску, модифікованого комплексонатами та ацетатами металів Штомпель, В.І. Бойко, В.В. Дмитрієва, Т.В. Рябов, С.В. Кримовська, С.К. Невмержицька, Г.Ф. Кобріна, Л.В. Янова, К.В. Химия высокомолекулярных соединений Досліджено вплив ацетатів та комплексонатів металів, зокрема кобальту, міді та цинку, на структурні зміни в поліетилені високого тиску (ПЕВТ), що відбуваються під дією таких факторів, як температура, вологість повітря та УФ-опромінювання. Показано, що дія фізичних факторів на зразки модифікованого ПЕВТ викликає зростання упорядкованості кристалічних площин з індексом Міллера (200). Зразки мають мікрогетерогенну структуру, особливості якої залежать від модифікуючої добавки. Встановлено, що зразки ПЕВТ, модифіковані ацетатом кобальта та комплексонатами кобальта і міді, є вразливими до дії фізичних факторів. Исследовано влияние ацетатов и комплексонатов металлов, в частности кобальта, меди и цинка, на структурные изменения в полиэтилене высокого давления (ПЭВД), происходящие под действием таких факторов, как температура, влажность воздуха и УФ-излучения. Показано, что действие физических факторов на образцы модифицированного ПЭВД вызывает увеличение упорядоченности кристаллических плоскостей с индексом Миллера (200). Образцы имеют микрогетерогенную структуру, особенности которой зависят от модифицирующей добавки. Установлено, что образцы ПЭВД, модифицированные ацетатом кобальта и комплексонатами кобальта и меди, чувствительны к действию физических факторов. In the research presented, influence of acetates and complexonates of metals, including cobalt, copper and zinc, on the structural changes in the high pressure polyethylene (HPPE) occurring under the impact of factors such as temperature, humidity and UV-radiation is investigated. It was shown, that the effect of physical factors on the modified samples of HPPE increased the order of crystalline surfaces with index Miller (200). Samples possess a microheterogeneous structure, depending on type of modifying additives. It was established, that samples of HPPE, modified by cobalt acetate and cobalt and copper complexonates are responsive and most sensitive to the action of abovementioned physical factors. 2013 Article Структурні особливості поліетилену високого тиску, модифікованого комплексонатами та ацетатами металів / В.І .Штомпель, В.В. Бойко, Т.В. Дмитрієва, С.В. Рябов, С.К. Кримовська, Г.Ф. Невмержицька, Л.В. Кобріна, К.В. Янова // Украинский химический журнал. — 2013. — Т. 79, № 1. — С. 56-61. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. 0041–6045 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/187841 678.073:678.011 uk Украинский химический журнал Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	Химия высокомолекулярных соединений Химия высокомолекулярных соединений
spellingShingle	Химия высокомолекулярных соединений Химия высокомолекулярных соединений Штомпель, В.І. Бойко, В.В. Дмитрієва, Т.В. Рябов, С.В. Кримовська, С.К. Невмержицька, Г.Ф. Кобріна, Л.В. Янова, К.В. Структурні особливості поліетилену високого тиску, модифікованого комплексонатами та ацетатами металів Украинский химический журнал
description	Досліджено вплив ацетатів та комплексонатів металів, зокрема кобальту, міді та цинку, на структурні зміни в поліетилені високого тиску (ПЕВТ), що відбуваються під дією таких факторів, як температура, вологість повітря та УФ-опромінювання. Показано, що дія фізичних факторів на зразки модифікованого ПЕВТ викликає зростання упорядкованості кристалічних площин з індексом Міллера (200). Зразки мають мікрогетерогенну структуру, особливості якої залежать від модифікуючої добавки. Встановлено, що зразки ПЕВТ, модифіковані ацетатом кобальта та комплексонатами кобальта і міді, є вразливими до дії фізичних факторів.
format	Article
author	Штомпель, В.І. Бойко, В.В. Дмитрієва, Т.В. Рябов, С.В. Кримовська, С.К. Невмержицька, Г.Ф. Кобріна, Л.В. Янова, К.В.
author_facet	Штомпель, В.І. Бойко, В.В. Дмитрієва, Т.В. Рябов, С.В. Кримовська, С.К. Невмержицька, Г.Ф. Кобріна, Л.В. Янова, К.В.
author_sort	Штомпель, В.І.
title	Структурні особливості поліетилену високого тиску, модифікованого комплексонатами та ацетатами металів
title_short	Структурні особливості поліетилену високого тиску, модифікованого комплексонатами та ацетатами металів
title_full	Структурні особливості поліетилену високого тиску, модифікованого комплексонатами та ацетатами металів
title_fullStr	Структурні особливості поліетилену високого тиску, модифікованого комплексонатами та ацетатами металів
title_full_unstemmed	Структурні особливості поліетилену високого тиску, модифікованого комплексонатами та ацетатами металів
title_sort	структурні особливості поліетилену високого тиску, модифікованого комплексонатами та ацетатами металів
publisher	Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України
publishDate	2013
topic_facet	Химия высокомолекулярных соединений
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/187841
citation_txt	Структурні особливості поліетилену високого тиску, модифікованого комплексонатами та ацетатами металів / В.І .Штомпель, В.В. Бойко, Т.В. Дмитрієва, С.В. Рябов, С.К. Кримовська, Г.Ф. Невмержицька, Л.В. Кобріна, К.В. Янова // Украинский химический журнал. — 2013. — Т. 79, № 1. — С. 56-61. — Бібліогр.: 11 назв. — укр.
series	Украинский химический журнал
work_keys_str_mv	AT štompelʹví strukturníosoblivostípolíetilenuvisokogotiskumodifíkovanogokompleksonatamitaacetatamimetalív AT bojkovv strukturníosoblivostípolíetilenuvisokogotiskumodifíkovanogokompleksonatamitaacetatamimetalív AT dmitríêvatv strukturníosoblivostípolíetilenuvisokogotiskumodifíkovanogokompleksonatamitaacetatamimetalív AT râbovsv strukturníosoblivostípolíetilenuvisokogotiskumodifíkovanogokompleksonatamitaacetatamimetalív AT krimovsʹkask strukturníosoblivostípolíetilenuvisokogotiskumodifíkovanogokompleksonatamitaacetatamimetalív AT nevmeržicʹkagf strukturníosoblivostípolíetilenuvisokogotiskumodifíkovanogokompleksonatamitaacetatamimetalív AT kobrínalv strukturníosoblivostípolíetilenuvisokogotiskumodifíkovanogokompleksonatamitaacetatamimetalív AT ânovakv strukturníosoblivostípolíetilenuvisokogotiskumodifíkovanogokompleksonatamitaacetatamimetalív
first_indexed	2025-07-16T09:35:12Z
last_indexed	2025-07-16T09:35:12Z
_version_	1837795652731404288
fulltext	ХИМИЯ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ УДК 678.073:678.011 В.І.Штомпель, В.В.Бойко, Т.В.Дмитрієва, С.В.Рябов, С.К.Кримовська, Г.Ф.Невмержицька, Л.В.Кобріна, К.В.Янова СТРУКТУРНІ ОСОБЛИВОСТІ ПОЛІЕТИЛЕНУ ВИСОКОГО ТИСКУ, МОДИФІКОВАНОГО КОМПЛЕКСОНАТАМИ ТА АЦЕТАТАМИ МЕТАЛІВ Досліджено вплив ацетатів та комплексонатів металів, зокрема кобальту, міді та цинку, на структур- ні зміни в поліетилені високого тиску (ПЕВТ), що відбуваються під дією таких факторів, як темпера- тура, вологість повітря та УФ-опромінювання. Показано, що дія фізичних факторів на зразки мо- дифікованого ПЕВТ викликає зростання упорядкованості кристалічних площин з індексом Міл- лера (200). Зразки мають мікрогетерогенну структуру, особливості якої залежать від модифікуючої добавки. Встановлено, що зразки ПЕВТ, модифіковані ацетатом кобальта та комплексонатами кобальта і міді, є вразливими до дії фізичних факторів. ВСТУП. Здатність полімерних матеріалів роз- кладатися під дією природних чинників безпо- середньо пов’язана з їх хімічною та надмолеку- лярною структурою. В останні роки проведено де- тальне дослідження залежності швидкості та за- вершеності процесів біодеструкції полімерів від хімічної природи полімера, величини їх молеку- лярної маси, розгалуженої чи тривимірної кон- фігурації макромолекул, ступеня кристалічно- сті. На біодеградацію впливають також хімічна природа та кількість введених у полімерну мат- рицю добавок [1–4]. Встановлено, наприклад, вплив солей перехідних металів (зокрема, стеара- та кобальта) на зміну властивостей поліолефінів при термо- та фотоокиснювальному старінні [5]. Метою даної роботи було дослідження впли- ву ацетатів та комплексонатів металів, зокрема кобальту, міді та цинку, на структурні зміни в поліетилені, що відбуваються під дією таких фак- торів, як температура, вологість повітря та УФ- опромінювання. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА . Об’єкта- ми дослідження в роботі були порошкоподіб- ний поліетилен високого тиску та зразки ПЕВТ, модифіковані комплексонатами та ацетатами кобальту, міді та цинку. Комплексонати, що вивчаються, — це солі відповідних металів монохлороцтового похідно- го полігексаметиленгуанідин-гідрохлориду — ПГМГ-ГХ-ОК структурної формули: NH ⋅HCl [–(CH2)6–HN–C–N–]n CH2–COOH Вміст добавок у ПЕВТ становив 3 % мас. Перелік об’єктів дослідження: зразки 1–7 — ПЕВТ (1); ПЕВТ + комплексонат Со–ПГМГ- ГХ-ОК (2); ПЕВТ + комплексонат Cu–ПГМГ- ГХ-ОК (3); ПЕВТ + комплексонат Zn–ПГМГ- ГХ-ОК (4); ПЕВТ + ацетат Со (5); ПЕВТ + аце- тат Cu (6); ПЕВТ + ацетат Zn (7) відповідно. Зразки одержували методом компресійного формування при температурі 120 оС у вигляді плівок. Їх витримували у кліматермокамері на протязі 120 діб при температурі (38 ± 2) оС; во- логості (96 ± 2) % та піддавали впливу УФ-оп- ромінювання. Фізико-механічні характеристики зразків визначали за стандартним методом, при- йнятим у полімерному матеріалознавстві. Особливості аморфно-кристалічної струк- тури зразків модифікованого ПЕВТ досліджу- вали методом ширококутового розсіювання рент- генівських променів за допомогою рентгенів- ського дифрактометра ДРОН-4-07, рентгенооп- тична схема якого виконана за методом Брегга– Брентано (на ”відбиття” первинного пучка ви- промінювання від поверхні досліджуваних зра- зків). Структурну неоднорідність (гетерогенність) на нанорозмірному рівні зразків модифікова- © В.І.Штомпель, В.В.Бойко, Т.В.Дмитрієва , С.В.Рябов, С.К .Кримовська , Г.Ф .Невмержицька, Л.В.Кобріна, К .В.Янова , 2013 56 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2013. Т. 79, № 1 ного ПЕВТ вивчали методом малокутового роз- сіювання рентгенівських променів за допомо- гою малокутової рентгенівської камери КРМ-1, щілинна колімація якої виконана за методом Краткі. Геометричні параметри колімаційної сис- теми камери задовольняють умови нескінчен- ної висоти первинного пучка [6]. Експеримен- тальні профілі інтенсивності малокутового роз- сіювання рентгенівських променів нормували на величину їх розсіювального об’єму та фак- тор послаблення первинного пучка досліджу- ваними зразками. Усі рентгенографічні дослідження викону- вали в CuКα-випромінюванні, монохроматизо- ваному Ni-фільтром. Величину відносного рівня кристалічності Хкр визначали за методом Метьюза [7]: Х кр = Qкр(Qкр + Qам)–1⋅100 , де Qкр і Qам — площі під “кристалічною” і “аморфною” частинами дифрактограми в єди- ному інформаційному інтервалі кутів розсію- вання (2θ1—2θ2). Ефективний розмір (порядок величини) кри- сталітів L досліджуваних зразків у вихідному стані та після УФ-опромінення в кліматермока- мері визначали згідно із рівнянням Шеррера [8]: L = Kλ(βcosθm) , де К — постійна, величина якої залежить від форми кристалітів, при цьому для ламелярних кристалітів поліетилену К =1 [9]; β — кутова напівширина найбільш чітких дифракційних максимумів із кутовим положенням 2θm , які ха- рактеризують кристалічну структуру полімера. Середню відстань d між шарами фрагментів макроланцюгів ПЕВТ визначали згідно з рівнян- ням Брегга: d = λ(2sinθm)–1, де λ — довжина хвилі характеристичного рент- генівського випромінювання (для СuKα-випро- мінювання λ =0.154 нм). ОБГОВОРЕННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ. У таблиці наведені фізико-механічні показники ПЕВТ та зразків модифікованого ПЕВТ до та після ви- тримування в кліматермокамері, з яких випли- ває, що введення в ПЕВТ комплексонатів різ- них металів, а також ацетату Со приводить до підвищення показника міцності вихідних зраз- ків. Для зразків, які містять ацетати Cu та Zn, спостерігається незначне зниження міцності. В той же час відносне подовження зменшується (за виключенням зразків 3, 4). Тобто можна при- пустити, що вироби з модифікованих ПЕВТ будуть мати необхідні експлуатаційні власти- вості за показником міцності. Після витримки у кліматермокамері міцність вихідного ПЕВТ зменшилась на 16.5 %, а відносне подовження — на 85 %. Що стосується модифікованих зразків, то найбільш вразливим до дії УФ-опроміню- вання є зразок 5 (ПЕВТ, модифікований ацета- том Со), міцність якого зменшилась на 49 %, а відносне подовження — на 95 %. Зниження по- казників міцності та відносного подовження спо- стерігається також для зразків ПЕВТ, модифі- кованих комплексонатами Со та Cu (зразки 5 та 6 ). В той же час для зразків з комплексонатом та ацетатом Zn (зразки 4 та 7) показник міц- ності до та після кліматермокамери майже не змінюється, а для зразка 6 (модифікація ПЕВТ ацетатом Cu), навпаки, спостерігається підви- щення даного показника на 5 %. Можна припустити, що зміна механічних характеристик досліджуваних об’єктів зумовле- на специфічною дією фізичних чинників (тепло, волога, УФ-опромінювання) на структуру вихід- ного та модифікованих ПЕВТ. На рис. 1 наведені ширококутові рентгені- вські дифрактограми до та після витримки в клі- Фізико-механічні показники ПЕВТ та зразків моди- фікованого ПЕВТ до та після витримування в клі- матермокамері Зра- зок До кліматермо- камери Після кліматермокамери Міцність, МПа Відносне по- довження, % Міцність, МПа Відносне по- довження, % 1 8.26 276 6.90 41.8 2 8.69 188 6.46 18.2 3 8.50 276 6.50 20.2 4 8.84 384 8.50 24.8 5 8.64 174 4.39 7.6 6 7.59 103 7.97 12.6 7 8.19 98 8.10 13.6 П р и м і т к и. Зразки 2–4 модифіковані ацетатом Co, Cu i Zn відповідно, зразки 5–7 — комплексонатами вказаних вище металів. ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2013. Т. 79, № 1 57 матермокамері вихідного ПЕВТ (криві 1, 1’) та ПЕВТ, модифікованого комплексонатами (кри- ві 2, 2’; 3, 3’; 4, 4’). Як видно, УФ-опромінення до- сліджуваних зразків викликає зростання рівня упорядкованості типу площин кристалічної гра- тки з індексом Міллера (200), що проявляється у зростанні інтенсивності дифракційного мак- симуму (200), кутове положення (2θm) якого на дифрактограмах становить 23.4о. Разом з тим на рентгенівських дифракто- грамах зразків ПЕВТ, модифікованих комплек- сонатами Cu(II) (криві 3, 3’) і особливо Zn(II) (4.4’), під дією УФ-опромінення в кліматермо- камері має місце зростання інтенсивності також і дифракційного максимуму (110) при 2θm=19.1о. Останнє вказує на зростання кількості макромо- лекул ПЕВТ, що утворюють кристалічні площи- ни, і дифракцію рентгенівських променів, яка викликає появу на рентгенівській дифрактогра- мі максимуму при 2θm=19.1о. Між тим збіль- шення упорядкованості цих площин під дією УФ-опромінення у кристалічній гратці вихід- ного ПЕВТ(криві 1, 1’) та зразку, в об’ємі якого містяться комплексонат Cо (криві 2, 2’), не ви- никає. Оцінка величини відносного рівня крис- талічності Хкр за методом Метьюза показує, що до УФ-опромінення для зразків як вихідного, так і для ПЕВТ, модифікованого комплексона- тами Со, Cu і Zn, величина Х кр ≈ 60—62 %. Після дії УФ-опромінювання на зразки ПЕВТ і модифікованого комплексонатом Со величи- на Х кр становить ≈ 65—67 %, тоді як для зра- зків ПЕВТ, модифікованих комплексонатами Сu i Zn, даний показник дорівнює ≈ 70 і 75 % відповідно. Одержані результати добре коре- люють з наведеними вище фізико-механічни- ми показниками, а саме, внаслідок зростання ступеня кристалічності в зразку 4 (ПЕВТ, мо- дифікований комплексонатом Zn) після вит- римки в кліматермокамері його міцність прак- тично залишається на тому ж рівні, що і для вихідного зразка. Можна припустити, що в да- ному випадку спостерігається не підвищення деградабельних властивостей, а, навпаки, ефект стабілізації поліетилену комплексонатом Zn до дії таких факторів, як температура, волога та УФ-опромінення. Ефективний розмір (порядок величини) кри- сталітів L, що характеризують кристалічну струк- туру полімера, згідно із рівнянням Шеррера [8], як для вихідного ПЕВТ, так і ПЕВТ, модифі- кованого комплексонатами Co(III), Cu(II) та Zn (II), до УФ-опромінення становить 7.8 нм, а піс- ля УФ-опромінення — 7.5 нм (для розрахунків використовували дифракційні максимуми при 2θm= 21.0о і 23.4о). Як відомо, утворення метало-полімерних ком- плексів при модифікації полімерів солями мета- лів відбувається в міжмолекулярному просторі, внаслідок чого відстань між макромолекулами, координованими катіонами металів, зростає по- рівняно із вихідними полімерами. Наприклад, у випадку модифікації поліблокових поліуретанів солями перехідних металів Сu(II) і Fe(III), цей факт має відображення в прояві на ширококуто- вих рентгенівських дифрактограмах одного ма- лоінтенсивного дифракційного максимуму в об- ласті кутів розсіювання (2θ) близько 10—12о [10]. Однак при співставленні ширококутових рентге- нівських дифрактограм зразків вихідного і моди- фікованого комплексонатами ПЕВТ (рис. 1) та- кого дифракційного максимуму не виявлено. У той же час на дифрактограмах зразків ПЕВТ, модифікованих ацетатами перехідних ме- талів (рис 2), присутні малоінтенсивні дифрак- Рис. 1. Ширококутові рентгенівські дифрактограми вихідного ПЕВТ (1,1’) i модифікованих комлексо- натами Со (2,2’), Cu (3,3’), Zn (4,4’) до (1–4) та піс- ля (1’–4’) УФ-опромінення. Химия высокомолекулярных соединений 58 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2013. Т. 79, № 1 ційні максимуми (вказані стрілкою), кутове по- ложення та інтенсивність яких залежать від іон- ного радіусу катіона металу Мn+ (величини ко- ординаційного числа та кількості координаці- йних центрів). На рентгенівській дифрактограмі зразка 5 (рис. 2, крива 2), крім основних дифракційних максимумів, які характеризують аморфно-крис- талічну структуру полімерної матриці, проявля- ється малоінтенсивний дифракційний максимум при 2θm≈ 7.5о. Середня відстань d між шарами фрагментів макроланцюгів ПЕВТ, які коорди- новані катіонами Со3+ в об’ємі ПЕВТ, становить 1.7 нм. Разом з тим на рентгенівських дифракто- грамах зразків 6 та 7, модифікованих ацетатом Сu (рис. 2, крива 3) та Zn (крива 4), для яких характерне координаційне число 4, спостеріга- ється більш інтенсивний дифракційний мак- симум в області більших значень кутів розсію- вання (2θm≈12.4о і 11.0о відповідно), ніж у випад- ку Со (ІІІ), внаслідок більшої кількості коорди- наційних центрів. Середня бреггівська відстань d між шарами фрагментів макромолекул ПЕВТ, координованих катіонами Cu2+ або Zn2+, стано- вить 0.7 і 0.8 нм відповідно. Слід зазначити, що за даними фізико-механічних випробувань, зра- зок ПЕВТ, модифікований саме ацетатом Со, має найменші міцністні показники, тобто більш чутливий до дії фізичних факторів у порівнян- ні з іншими досліджуваними матеріалами. Встановлено, що дія фізичних факторів на модифіковані зразки ПЕВТ практично не вик- ликає зміни кутового положення дифракційних максимумів (рис. 2, криві 2’–4’). Не змінюються, відповідно, і відстані d між шарами фрагментів макромолекул, що їх утворюють. У той же час відбувається зростання упорядкованості кри- сталічних площин (200) в об’ємі кристалітів ПЕВТ. Про це свідчить збільшення інтенсив- ності дифракційного максимуму при 2θm=23.4о на дифрактограмах зразків вихідного ПЕВТ та модифікованого ацетатами Со, Cu і Zn. На рис. 3 наведені профілі інтенсивності ма- локутового розсіювання рентгенівських проме- нів зразків вихідного ПЕВТ (1, 1’) та модифі- кованого комлексонатами (а) чи ацетатами (б) Со (2, 2’), Сu (3, 3’) чи Zn (4, 4’) до (1–4) та після УФ-опромінення (1’–4’), представлених у виг- ляді графіків залежності I~ від 2θ, де I~ — ін- тенсивність розсіювання без внесення коліма- ційної поправки. Встановлено, що всі досліджувані зразки ПЕВТ характеризуються мікрогетерогенною струк- турою. Це означає, що в об’ємі всіх зразків ПЕВТ існує контраст електронної густини. Оцінку ефе- ктивного розміру існуючих мікрообластей гете- рогенності в об’ємі зразків вихідного ПЕВТ та модифікованого різними методами виконували шляхом визначення такого структурного пара- метра, як діапазон гетерогенності lp [11]. Цей па- раметр безпосередньо пов’язаний із середнім ді- аметром мікрообластей гетерогенності в двох- фазовій системі (<l1> і <l2>): lp = ϕ2<l1> = ϕ1<l2>, де ϕ1, ϕ2 — об’ємні частки мікрообластей (ϕ1 + +ϕ2 = 1). Виявлено, що величина lp вихідного ПЕВТ як до, так і після витримки у кліматермо- камері становить близько 16 нм. Разом з тим величина ефективного розміру мікрообластей гетерогенності модифіковних комплексонатами зразків ПЕВТ значною мірою залежить від ти- пу металу і становить 21, 14 i 10 нм відповідно для зразків 2, 3 та 4 ( модифікація комплексо- натом Со, Cu та Zn), тоді як при модифікації ПЕВТ ацетатами Со, Cu чи Zn — величина lp≈15 нм незалежно від типу металу. Рис. 2. Ширококутові рентгенівські дифрактограми вихідного ПЕВТ (1,1’) та модифікованих ацетатами Со (2,2’), Cu (3,3’), Zn (4,4’) до (1–4) та після (1’–4’’) УФ-опромінення. ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2013. Т. 79, № 1 59 ВИСНОВКИ . Таким чином, методом рент- генографічного аналізу проведені дослідження структурних особливостей матеріалів на осно- ві поліетилену високого тиску, модифіковано- го компексонатами та ацетатами Co(III), Cu(II) та Zn(II). Показано, що дія фізичних факторів (УФ-опромінення, температура та волога) на зразки ПЕВТ, модифікованого досліджувани- ми сполуками, викликає зростання упорядко- ваності кристалічних площин з індексом Міл- лера (200). За даними малокутової рентгеногра- фії встановлено, що зразки ПЕВТ, модифіко- вані комплексонатами чи ацетатами Со(ІІІ), Cu(ІІ) та Zn(ІІ), мають мікрогетерогенну струк- туру, особливості якої залежать від модифіку- ючої добавки. Результати рентгенографічних досліджень корелюють з фізико-механічними по- казниками модифікованих зразків. Встановле- но, що вразливим до дії фізичних факторів є ПЕВТ, модифікований ацетатом Со та комп- лексонатом Со, а також ПЕВТ, модифікований комплекcонатом Cu. У випадку модифікації аце- татами Cu та Zn спостерігається ефект стабі- лізації ПЕВТ до дії даних чинників. РЕЗЮМЕ. Исследовано влияние ацетатов и ком- плексонатов металлов, в частности кобальта, меди и цинка, на структурные изменения в полиэтилене вы- сокого давления (ПЭВД), происходящие под действи- ем таких факторов, как температура, влажность воз- духа и УФ-излучения. Показано, что действие физи- ческих факторов на образцы модифицированного ПЭВД вызывает увеличение упорядоченности крис- таллических плоскостей с индексом Миллера (200). Образцы имеют микрогетерогенную структуру, осо- бенности которой зависят от модифицирующей до- бавки. Установлено, что образцы ПЭВД, модифи- цированные ацетатом кобальта и комплексоната- ми кобальта и меди, чувствительны к действию фи- зических факторов. SUMMARY. In the research presented, influence of acetates and complexonates of metals, including co- balt, copper and zinc, on the structural changes in the high pressure polyethylene (HPPE) occurring under the impact of factors such as temperature, humidity and UV-radiation is investigated. It was shown, that the effect of physical factors on the modified samples of HPPE increased the order of crystalline surfaces with index Miller (200). Samples possess a microheterogeneous structure, depending on type of modifying additives. It was established, that samples of HPPE, modified by cobalt acetate and cobalt and copper complexonates are responsive and most sensitive to the action of above- mentioned physical factors. ЛІТЕРАТУРА 1. Васнев В.А . // Высокомолекуляр. соединения. -Сер. Б . -1997. -39, № 12. -С. 2073—2086. 2. Суворова А .И ., Тюкова И .С., Труфанова Е.И . // Успехи химии. -2002. -№ 5. -С. 494—503. Химия высокомолекулярных соединений Рис. 3. Профілі інтенсивності малокутового розсі- ювання рентгенівських променів зразків вихідного ПЕВТ (1,1’) та модифікованого комлексонатами (а) чи ацетатами (б) Со (2,2’), Сu (3,3’) та Zn (4,4’) до (1–4) та після (1’–4’) УФ-опромінення. a б 60 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2013. Т. 79, № 1 3. Лошадкин Д.В. // Пластические массы. -2002. -№ 7. -С. 41—44. 4. Кобріна Л.В., Рябов С.В., Керча Ю .Ю . // Компо- зиційні полімерні матеріали. -2003. -35, № 3. -С. 86—94. 5. Рибкіна С.П., Шостак Т .С., Пахаренко В.О. та ін. // Хімічна промисловість України. -2009. -№ 6. -С. 42—45. 6. Липатов Ю .С., Шилов В.В., Гомза Ю .П ., Кругляк Н .Е. Рентгенографические методы исследования полимеров. -Киев: Наук. думка , 1982. 7. Штомпель В.И ., Керча Ю .Ю . Структура линейных полиуретанов. -Киев: Наук. думка , 2008. 8. M athews J.L ., Peiser H.S., R ichards R .B . // Acta cryst. -1949. -2, № 1. -P. 85—90. 9. Гинье А . Рентгенография кристаллов. Теория и практика / Пер. с англ. -М .: Физматгиз, 1961. 10. Мартынов М .А ., Вилечжанина К.А . Рентгеногра- фия полимеров. -Л.: Химия, 1972. 11. Perret R ., Ruland W . // Kolloid Z. – Z. Polymere. -1971. -B.247. -S. 835—843. Інститут хімії високомолекулярних сполук Надійшла 18.09.2012 НАН України, Київ ДВУЗ Український державний хіміко-технологічний університет, Дніпропетровськ ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2013. Т. 79, № 1 61

Структурні особливості поліетилену високого тиску, модифікованого комплексонатами та ацетатами металів

Institution

Ähnliche Einträge