过氧化二异丙苯、氢氧化钾及其组合对超高分子量聚乙烯性能影响的研究

О.С. Неустроева, Д.Н. Сидорова
{"title":"过氧化二异丙苯、氢氧化钾及其组合对超高分子量聚乙烯性能影响的研究","authors":"О.С. Неустроева, Д.Н. Сидорова","doi":"10.25699/sssb.2023.51.5.032","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"Актуальной задачей является возможность расширения области применения полимерных материалов и композитов на их основе. Известно, что полиэтилен является инертным материалом за счет предельности углеводородных соединений. В работе представлены результаты исследования физико-механических и структурных свойств полимерных композиционных материалов на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ), наполненных дикумилпероксидом (ДКП), гидроксидом калия (ГК) и их совместной комбинацией. Структурные исследования представляют собой получение ИК-спектров и снимков поверхности композитов, физико-механические — проведение испытаний на разрыв и сжатие. В ходе исследования физико-механических свойств СВМПЭ и его композитов было выявлено, что относительное удлинение при разрыве уменьшается в 16 раз при добавлении ДКП в СВМПЭ, прочность при растяжении уменьшается в два раза. Прочность при сжатии композита на основе СВМПЭ и ДКП аналогично характеризуется низкими показателями, а с добавлением щелочи прочность не существенно разнится от исходного СВМПЭ. Методом электронной микроскопии установлено, что с добавлением ДКП в СВМПЭ наблюдается разрыхление морфологии композита, а с добавлением ГК отмечается появление сферических частиц щелочи. Методом ИК-спектроскопии выявлено, что при добавлении ДКП и ГК в СВМПЭ появляются интенсивные полосы поглощения, которые указывают на наличие связи -О-О-, а также наличием свободных -ОН групп. Помимо этого не исключено наличие R-ОН групп, обусловленное возможным появлением спирта в ходе реакции дикумилпероксида с гидроксидом калия. The expanding the capabilities of polymer materials and composites based on them is a relevant task. It is known that polyethylene is an inert material due to its saturation. The paper presents the results of a study of the physical and mechanical and structural properties of polymer composite materials based on ultrahigh molecular weight polyethylene (UHMWPE) filled with dicumyl peroxide (DCP), potassium hydroxide (PH) and their combination. Structural studies were also conducted with IR spectroscopy and images of the surface of composites were obtained combined with physical and mechanical tests for rupture and compression. During the study of the physical and mechanical and structural properties of UHMWPE and its composites, it was revealed that the elongation at break decreases by 16 times when DCP is added. The tensile strength of composites containing DCP is two times less than the strength values of the initial unfilled polymer. The compressive strength of a composite based on UHMWPE and DCP is similarly characterized by low indicators, and with the addition of PH the values do not differ significantly from the initial UHMWPE. By using electron microscopy it was found that with the addition of DCP to UHMWPE the morphology loosening of the composite is observed. With the addition of PH the spherical alkali particles were noted. IR spectroscopy revealed that with DCP and PH addition to UHMWPE an intense absorption bands appeared. This indicates the presence of an -O-O- bonds as well as the presence of free -OH groups. In addition, the presence of R-OH groups is not excluded, due to the possible appearance of alcohols during the reaction of dicumyl peroxide with potassium hydroxide.","PeriodicalId":133432,"journal":{"name":"Южно-Сибирский научный вестник","volume":"192 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2023-10-31","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":"{\"title\":\"INVESTIGATION OF DICUMYL PEROXIDE, POTASSIUM HYDROXIDE AND THEIR COMBINATION EFFECT ON THE PROPERTIES OF ULTRAHIGH MOLECULAR WEIGHT POLYETHYLENE\",\"authors\":\"О.С. Неустроева, Д.Н. Сидорова\",\"doi\":\"10.25699/sssb.2023.51.5.032\",\"DOIUrl\":null,\"url\":null,\"abstract\":\"Актуальной задачей является возможность расширения области применения полимерных материалов и композитов на их основе. Известно, что полиэтилен является инертным материалом за счет предельности углеводородных соединений. В работе представлены результаты исследования физико-механических и структурных свойств полимерных композиционных материалов на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ), наполненных дикумилпероксидом (ДКП), гидроксидом калия (ГК) и их совместной комбинацией. Структурные исследования представляют собой получение ИК-спектров и снимков поверхности композитов, физико-механические — проведение испытаний на разрыв и сжатие. В ходе исследования физико-механических свойств СВМПЭ и его композитов было выявлено, что относительное удлинение при разрыве уменьшается в 16 раз при добавлении ДКП в СВМПЭ, прочность при растяжении уменьшается в два раза. Прочность при сжатии композита на основе СВМПЭ и ДКП аналогично характеризуется низкими показателями, а с добавлением щелочи прочность не существенно разнится от исходного СВМПЭ. Методом электронной микроскопии установлено, что с добавлением ДКП в СВМПЭ наблюдается разрыхление морфологии композита, а с добавлением ГК отмечается появление сферических частиц щелочи. Методом ИК-спектроскопии выявлено, что при добавлении ДКП и ГК в СВМПЭ появляются интенсивные полосы поглощения, которые указывают на наличие связи -О-О-, а также наличием свободных -ОН групп. Помимо этого не исключено наличие R-ОН групп, обусловленное возможным появлением спирта в ходе реакции дикумилпероксида с гидроксидом калия. The expanding the capabilities of polymer materials and composites based on them is a relevant task. It is known that polyethylene is an inert material due to its saturation. The paper presents the results of a study of the physical and mechanical and structural properties of polymer composite materials based on ultrahigh molecular weight polyethylene (UHMWPE) filled with dicumyl peroxide (DCP), potassium hydroxide (PH) and their combination. Structural studies were also conducted with IR spectroscopy and images of the surface of composites were obtained combined with physical and mechanical tests for rupture and compression. During the study of the physical and mechanical and structural properties of UHMWPE and its composites, it was revealed that the elongation at break decreases by 16 times when DCP is added. The tensile strength of composites containing DCP is two times less than the strength values of the initial unfilled polymer. The compressive strength of a composite based on UHMWPE and DCP is similarly characterized by low indicators, and with the addition of PH the values do not differ significantly from the initial UHMWPE. By using electron microscopy it was found that with the addition of DCP to UHMWPE the morphology loosening of the composite is observed. With the addition of PH the spherical alkali particles were noted. IR spectroscopy revealed that with DCP and PH addition to UHMWPE an intense absorption bands appeared. This indicates the presence of an -O-O- bonds as well as the presence of free -OH groups. In addition, the presence of R-OH groups is not excluded, due to the possible appearance of alcohols during the reaction of dicumyl peroxide with potassium hydroxide.\",\"PeriodicalId\":133432,\"journal\":{\"name\":\"Южно-Сибирский научный вестник\",\"volume\":\"192 1\",\"pages\":\"\"},\"PeriodicalIF\":0.0000,\"publicationDate\":\"2023-10-31\",\"publicationTypes\":\"Journal Article\",\"fieldsOfStudy\":null,\"isOpenAccess\":false,\"openAccessPdf\":\"\",\"citationCount\":\"0\",\"resultStr\":null,\"platform\":\"Semanticscholar\",\"paperid\":null,\"PeriodicalName\":\"Южно-Сибирский научный вестник\",\"FirstCategoryId\":\"1085\",\"ListUrlMain\":\"https://doi.org/10.25699/sssb.2023.51.5.032\",\"RegionNum\":0,\"RegionCategory\":null,\"ArticlePicture\":[],\"TitleCN\":null,\"AbstractTextCN\":null,\"PMCID\":null,\"EPubDate\":\"\",\"PubModel\":\"\",\"JCR\":\"\",\"JCRName\":\"\",\"Score\":null,\"Total\":0}","platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Южно-Сибирский научный вестник","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.25699/sssb.2023.51.5.032","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}
引用次数: 0

摘要

实际任务是扩大聚合材料及其复合材料的应用领域。众所周知,聚乙烯是一种惰性材料,因为它含有大量碳氢化合物。本文介绍了基于超高分子量聚乙烯(UHMWPE)填充过氧化二异丙苯(DCP)、氢氧化钾(PH)以及它们联合使用的聚合物复合材料的物理、机械和结构特性的研究结果。结构研究包括复合材料的红外光谱和表面图像,物理机械研究包括拉伸和压缩试验。在研究超高分子量聚乙烯及其复合材料的物理机械性能时发现,在超高分子量聚乙烯中添加二氯丙醇后,断裂时的相对伸长率降低了 16 倍,拉伸强度降低了 2 倍。基于 UHMWPE 和 DCP 的复合材料的抗压强度值同样很低,加入碱后,其强度与原始 UHMWPE 没有明显差别。通过电子显微镜方法发现,在超高分子量聚乙烯中添加 DCP 后,复合材料的形态会出现松动,而添加 HA 后,会出现球形碱颗粒。红外光谱显示,在超高分子量聚乙烯中添加 DCP 和 HA 会产生强烈的吸收带,这表明存在 -O-O- 键和游离 -OH 基团。此外,由于过氧化二辛酯与氢氧化钾反应过程中可能出现醇,因此不排除 R-OH 基团的存在。 提高聚合物材料及其复合材料的性能是一项重要任务。众所周知,聚乙烯因其饱和性而成为一种惰性材料。本文介绍了基于超高分子量聚乙烯(UHMWPE)填充过氧化二辛酯(DCP)、氢氧化钾(PH)及其组合的聚合物复合材料的物理、机械和结构特性的研究结果。此外,还利用红外光谱进行了结构研究,并结合断裂和压缩的物理和机械测试,获得了复合材料的表面图像。在研究超高分子量聚乙烯及其复合材料的物理、机械和结构特性时发现,添加二氯丙醇后,断裂伸长率降低了 16 倍。含有 DCP 的复合材料的拉伸强度比初始未填充聚合物的强度值低两倍。基于超高分子量聚乙烯和二氯丙醇醚的复合材料的抗压强度同样具有指标低的特点,添加 PH 后,其抗压强度值与初始超高分子量聚乙烯的抗压强度值差别不大。通过电子显微镜观察发现,在超高分子量聚乙烯中添加 DCP 后,复合材料的形态会发生松动。在添加 PH 后,可以看到球形碱颗粒。红外光谱显示,在超高分子量聚乙烯中添加 DCP 和 PH 后,出现了强烈的吸收带。这表明存在 -O-O- 键和游离 -OH 基团。此外,由于过氧化二二甲基与氢氧化钾反应过程中可能会出现醇,因此不排除存在 R-OH 基团。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
INVESTIGATION OF DICUMYL PEROXIDE, POTASSIUM HYDROXIDE AND THEIR COMBINATION EFFECT ON THE PROPERTIES OF ULTRAHIGH MOLECULAR WEIGHT POLYETHYLENE
Актуальной задачей является возможность расширения области применения полимерных материалов и композитов на их основе. Известно, что полиэтилен является инертным материалом за счет предельности углеводородных соединений. В работе представлены результаты исследования физико-механических и структурных свойств полимерных композиционных материалов на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ), наполненных дикумилпероксидом (ДКП), гидроксидом калия (ГК) и их совместной комбинацией. Структурные исследования представляют собой получение ИК-спектров и снимков поверхности композитов, физико-механические — проведение испытаний на разрыв и сжатие. В ходе исследования физико-механических свойств СВМПЭ и его композитов было выявлено, что относительное удлинение при разрыве уменьшается в 16 раз при добавлении ДКП в СВМПЭ, прочность при растяжении уменьшается в два раза. Прочность при сжатии композита на основе СВМПЭ и ДКП аналогично характеризуется низкими показателями, а с добавлением щелочи прочность не существенно разнится от исходного СВМПЭ. Методом электронной микроскопии установлено, что с добавлением ДКП в СВМПЭ наблюдается разрыхление морфологии композита, а с добавлением ГК отмечается появление сферических частиц щелочи. Методом ИК-спектроскопии выявлено, что при добавлении ДКП и ГК в СВМПЭ появляются интенсивные полосы поглощения, которые указывают на наличие связи -О-О-, а также наличием свободных -ОН групп. Помимо этого не исключено наличие R-ОН групп, обусловленное возможным появлением спирта в ходе реакции дикумилпероксида с гидроксидом калия. The expanding the capabilities of polymer materials and composites based on them is a relevant task. It is known that polyethylene is an inert material due to its saturation. The paper presents the results of a study of the physical and mechanical and structural properties of polymer composite materials based on ultrahigh molecular weight polyethylene (UHMWPE) filled with dicumyl peroxide (DCP), potassium hydroxide (PH) and their combination. Structural studies were also conducted with IR spectroscopy and images of the surface of composites were obtained combined with physical and mechanical tests for rupture and compression. During the study of the physical and mechanical and structural properties of UHMWPE and its composites, it was revealed that the elongation at break decreases by 16 times when DCP is added. The tensile strength of composites containing DCP is two times less than the strength values of the initial unfilled polymer. The compressive strength of a composite based on UHMWPE and DCP is similarly characterized by low indicators, and with the addition of PH the values do not differ significantly from the initial UHMWPE. By using electron microscopy it was found that with the addition of DCP to UHMWPE the morphology loosening of the composite is observed. With the addition of PH the spherical alkali particles were noted. IR spectroscopy revealed that with DCP and PH addition to UHMWPE an intense absorption bands appeared. This indicates the presence of an -O-O- bonds as well as the presence of free -OH groups. In addition, the presence of R-OH groups is not excluded, due to the possible appearance of alcohols during the reaction of dicumyl peroxide with potassium hydroxide.
求助全文
通过发布文献求助,成功后即可免费获取论文全文。 去求助
来源期刊
自引率
0.00%
发文量
0
×
引用
GB/T 7714-2015
复制
MLA
复制
APA
复制
导出至
BibTeX EndNote RefMan NoteFirst NoteExpress
×
提示
您的信息不完整,为了账户安全,请先补充。
现在去补充
×
提示
您因"违规操作"
具体请查看互助需知
我知道了
×
提示
确定
请完成安全验证×
copy
已复制链接
快去分享给好友吧!
我知道了
右上角分享
点击右上角分享
0
联系我们:info@booksci.cn Book学术提供免费学术资源搜索服务,方便国内外学者检索中英文文献。致力于提供最便捷和优质的服务体验。 Copyright © 2023 布克学术 All rights reserved.
京ICP备2023020795号-1
ghs 京公网安备 11010802042870号
Book学术文献互助
Book学术文献互助群
群 号:481959085
Book学术官方微信