Климатические испытания полиэтиленовых композиционных материалов, содержащих различные стабилизирующие добавки

Обоснована необходимость проведения климатических испытаний полимерных материалов, так как факторы среды являются определяющими при прогнозировании срока службы, надежности и долговечности изделий. Показано, что одним из наиболее агрессивных факторов, обусловливающих преждевременный выход из строя изделий из полимерных материалов, является УФизлучение, под воздействием которого в материале начинают протекать необратимые химические изменения. Для предотвращения протекания радикальных цепных реакций используют специальные функциональные добавки – стабилизаторы. Для проведения комплексных климатических исследований в качестве объектов исследования выбраны композиционные материалы на основе полиэтилена марки 273-83 с добавлением стабилизирующих добавок марок СО3, СО4 и Стафен, разработанных в НИОХ СО РАН. Состав композитов выбран исходя из исследования физико-механических свойств композитов различного состава. Комплексные климатические исследования показали, что одной из наиболее чувствительных характеристик к воздействию естественных климатических факторов является удлинение при разрыве. Экспонирование композитов в течение 9–12 месяцев приводит к охрупчиванию исследованных материалов и потере их работоспособности, что в структурном плане отражается в трансформации надмолекулярной структуры с образованием менее крупных и неоднородных образований. Установлено, что стабилизаторы СО3 и СО4 наиболее эффективны для защиты неокрашенных изделий из полиэтилена от УФ-излучения, их применение позволяет продлить срок службы материала в условиях непрерывного воздействия естественных климатических факторов региона на 3 месяца и более. Повышение концентрации стабилизирующих добавок может обеспечить дополнительное повышение надежности и долговечности.

1. Abdelhafidi A., Babaghayou I.M., Chabira S.F., Sebaa M. Impact of solar radiation effects on the physicochemical properties of polyethylene (PE) plastic film // Procedia – Social and Behavioral Sciences. 2015. Vol. 195. P. 2922–2929. DOI: 10.1016/j.sbspro.2015.06.302.

2. Yousif E., Haddad R. Photodegradation and photostabilization of polymers, especially polystyrene: review // SpringerPlus. 2013. N. 2. P. 398. DOI:10.1186/2193-

3. -2-398.

4. Andrady A.L., Hamid S.H., Hu X., Torikai A. Effects of increased solar ultraviolet radiation on materials // Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology. 1998. Vol. 46. P. 96–103. DOI: 10.1016/s10111344(98)00188-2.

5. Kucuk S.D., Gerengi H., Guner Y. The Effect of Tinuvin Derivatives as an Ultraviolet (UV) Stabilizer on EPDM Rubber // Periodicals of Engineering and Natural Sciences. 2018. Vol. 6 (1). P. 52‒62. DOI: http://dx.doi. org/10.21533/pen.v6i1.157.

6. Gray R.L. Hindered amine light stabilizers: recent developments // Plastics Additives. Polymer Science and Technology Series. 1998. Vol. 1. P. 360–371. DOI: https:// doi.org/10.1007/978-94-011-5862-6_39.

7. Huang Z., Ding A., Guo H., Lu G., Huang X. Construction of Nontoxic Polymeric UV-Absorber with Great Resistance to UV-Photoaging // Sci. Rep. 2016. Vol. 6. P. 25508. DOI: 10.1038/srep25508.

8. Liu C. et. al. Light stabilizers added to the shell of co-extruded wood/high-density polyethylene composites to improve mechanical and anti-UV ageing properties // R. Soc. Open Sci., 2018. N. 5. P. 180074. DOI: DOI: 10.1098/rsos.180074.

9. Грасси Н., Скотт Дж. Деструкция и стабилизация полимеров: Пер. с англ. М.: Мир, 1988. 446 с.

10. Борисов А.И., Гнатюк Г.А. Природно-географические факторы формирования сети автомобильных дорог Республики Саха (Якутия) // Московский экономический журнал. 2018. № 5(3). С. 63–75. DOI 10.24411/2413-046Х-2018-15115.

11. http://prioritet-kzn.ru/pnd273-83

12. http://web.nioch.nsc.ru/prikladnye-razrabotki-in- stituta-2/kommercheskie-predlozheniya/263-stabilizatory-polimernykh-materialov

13. Глухов В.В., Волков И.В., Дорогиницкий М.М., Кимельблат В.И. Термомеханодеструкция и стабилизация полиэтилена марки ПЭ2НТ11 // Вестник Казанского технологического университета. 2012. Т. 15,

14. № 5. С. 77–79.

15. Бекназаров Х.С., Юсупов М.О., Файзиев Ж.Б., Останов У.Ю. Исследование фотостабилизации полиэтиленовой пленки новыми светостабилизаторами // Universum: Химия и биология: электрон. научн. журн. 2018. № 11(53). URL: http://7universum. com/ru/ nature/archive/item/6510.

16. De la Rie E.R. Polymer Stabilizers. A Survey with Reference to Possible Applications in the Conservation Field // Studies in Conservation. 1988. Vol. 33 (1). P. 9–22. DOI: https://doi.org/10.1179/sic.1988.33.1.9

17. Lipp-Symonowicz B., Sztajnowski S., Kardas I. Influence of UV radiation on the mechanical properties of polyamide and polypropylene fibers in aspect of their restructuring // AUTEX Research Journal. 2006. Vol. 6(4). P. 196–203.

18. Gijsman P., Hennekens J., Janssen K. Comparison of UV Degradation of Polyethylene in Accelerated Test and Sunlight // Polymer Durability. 1996. Vol. 37. P. 621–636. DOI: 10.1021/ba-1996-0249.ch037.

19. Смирнова А.И., Жук Н.А. Функциональные материалы в производстве пластмасс: Стабилизаторы: учебное пособие / ВШТЭСПбГУПТД. СПб., 2016. 48 с.

20. Martínez-Romo A., González-Mota R., Soto-Bernal J.J., Rosales-Candelas I. Investigating the Degradability of HDPE, LDPE, PE-BIO, and PE-OXO Films under UV-B Radiation // Journal of Spectroscopy. 2015. P. 586514. DOI: http://dx.doi.org/10.1155/2015/586514.

21. Tidjani A. Comparison of formation of oxidation products during photo-oxidation of linear low density polyethylene under different natural and accelerated weathering conditions // Polymer Degradation and Stability. 2000. Vol. 68 (3). P. 465–469. DOI: DOI: 10.1016/ S0141-3910(00)00039-2.