ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В СИСТЕМАХ НИТРАТЫ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ - УРЕТАНОВЫЕ КАУЧУКИ
Известно [1, 2], что при совмещении двух полимеров наблюдается неаддитивное изменение физико-механических свойств двойных композиций от соотношения компонентов, объясняемое особенностями их двухфазной структуры. В связи с этим интересно изучение некоторых закономерностей структурообразования, обусловленных возникновением межмолекулярных водородных связей в бинарных полимерных системах нитрат целлюлозы (НЦ) — уретановый каучук, а также связи структуры этих систем с их физико-механическими свойствами. Интерес обусловлен тем, что знание таких связей дает возможность целенаправленного управления структурообразованием и свойствами полимерных композиций и необходимо также для дальнейшего развития теоретических представлений о связи строения полимерных композиций с их физико-механическими свойствами.
Исследовали НЦ с содержанием азота 12%, М=70 000 и уретановые каучуки марок СКУ-8А и УК-1. Первый представляет собой продукт взаимодействия сложного полиэфира П-6 и 1,4-бутандиола с 2,4-толуилендиизоцианатом, второй — сложного полиэфира ПБА (продукта полиэтерификации этиленгликоля, 1,4-бутандиола и адипиновой кислоты) и 1,4-бутандиола с 2,4-толуилендиизоцианатом.
Образцы для исследований готовили в виде пленок, полученных из ацетоновых растворов индивидуальных полимеров и их смесей. Пленки толщиной 2 мм для рентгеновских исследований, ДТА и физико-механических испытаний готовили из 7%-ных растворов в чашках Петри, а для ИК-спектроскопии - из 2%-ных растворов на подложках из CaF2. Для полного удаления растворителя из образцов пленки совмещенных композиций подвергали многократному вакуумированию при 70°. После каждого термостатирования и вакуумирования снимали ИК-спектры, в которых не было обнаружено никаких изменений. ИК-спектры снимали на спектрофотометре UR-20 в области 1000— 4000 см-1. Дифрактограммы смесей полимеров регистрировали на приборе «Дрон-3» в диапазоне углов дифракции 29=5—50°.
ДТА и физико-механические испытания проводили по общепринятым для полимеров методикам [3].
ДТА совмещенных смесей полимеров свидетельствует о том, что в случае преобладающего содержания СКУ-8А в смесях на дифференциальных термограммах присутствует эндотермический пик плавления кристаллов каучука, однако положение вершин этого пика изменяется по сравнению с индивидуальным каучуком. Так, в смеси с 10% НЦ вершина максимума соответствует температуре 34°, что на 3° ниже соответствующей температуры для каучука. По-видимому, кристаллическая структура каучука становится более дефектной при введении НЦ, присутствие НЦ в системах более 20 вес. % вызывает исчезновение характерного для каучука эндотермического пика плавления, что обусловлено аморфизацией каучука.
Рис. 1. Дифрактограммы композиций 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) и 0:100 (9)
Рис. 2. ИК-спектры совмещенных композиций НЦ : СКУ-8А=100 : 0 (1), 90 : 10 (2), 80 : 20 (3), 60 : 40 (4), 40 : 60 (5), 20 : 80 (6), 10 : 90 (7) и 0 : 100(в)
С целью получения данных об изменениях, происходящих в кристаллической структуре совмещенных композиций при различных соотношениях между компонентами, были проведены рентгенографические исследования полимерных смесей. ............
