ВПЛИВ МОДИФІКАТОРІВ НА ЕЛЕКТРИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ПОЛІМЕРНИХ ПЛІВОК

Доманцевич Н.І., д.т.н.,проф.; Яцишин Б.П., д.т.н., проф.
ЛКА, м. Львів


ВПЛИВ МОДИФІКАТОРІВ НА ЕЛЕКТРИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ПОЛІМЕРНИХ ПЛІВОК

Модифікація полімерних матеріалів інгібіторами атмосферної корозії металів приводить до змін структури та фізико-хімічних властивостей, в тому числі й по зміні електропровідності матриці. Фіксація таких відхилень у процесі старіння полімерних матеріалів використовується для встановлення зниження захисних параметрів модифікованих плівок у процесі експлуатації.
З метою оцінки якості захисних інгібіторомістких полімерних матеріалів застосовано метод прискорених досліджень на довговічність. Згідно з цим методом експериментально визначається ресурс роботи матеріалу залежно від температури та концентрації агресивного середовища (15% водний розчин HCl), а отримані дані перераховуються на область робочих значень температури і концентрації. Як критерій втрати якості захисного покриття (граничний стан покриття) розглядається відносне зменшення питомого електроопору плівки (Rпр) порівняно з величиною опору руйнування покриття. Відповідно, за граничне значення опору руйнування брали величину електроопору даного зразка на стадії руйнування плівки.
Полімерні плівки виготовляли екструзією модифікованого поліетилену низької густини. Як модифікатори використовували інгібітори атмосферної корозії (циклогексиламінбензоат (ЦГАБ), дициклогексиламін бензоат (ДЦГАБ), нітрит дициклогексиламіна (НДА), метанітробензоат гексаметилендиаміну (Г-2)) та пластифікатори (ДОФ (диоктилфталат), ДБФ (дибутилфталат)). Кількість інгібітора, який вводили в полімер змінювали від 0,5 до 2 ваг. %.
Дослідженнями електропровідних характеристик встановлено, що введення до складу плівки інгібіторів підвищує величини плівки, до складу яких було введено інгібітори корозії, мали початковий опір, вищий за опір вихідного неінгібованого зразка. На початковому етапі експерименту (протягом перших 4-6 годин) електроопір плівок різко зменшувався приблизно в 2 рази, після чого стабілізувався.
Під час подальших досліджень протягом перших 15 діб опір контрольних антикорозійних плівок з вмістом додаткових компонент понад 0,5 ваг. % зростав більше як у 2 рази (рис. 1).

Рисунок 1 – Кінетика зміни електроопору поліетиленових плівок, підданих прискореним дослідженням в рідких агресивних середовищах: 1 – вихідний немодифікований зразок (ПЕНГ); 2 – ПЕНГ + 2,0 ваг. % ДОФ; 3 – ПЕНГ + 1 ваг. % ДЦГАБ + 0,5 ваг. % ДБФ; 4 – ПЕНГ + 1 ваг. % ДЦГАБ; 5 – ПЕНГ + 0,5 ваг. % Г-2; 6 – ПЕНГ + 0,25 ваг. % Г-2; 7 – ПЕНГ + 1,0 ваг. % НДА.

У плівках без інгібіторів, а також плівках з малим процентним вмістом додатків опір змінювався не так стрімко.
Різке пониження електроопору спостерігалося в інгібованих зразках на 20-22 добу, в неінгібованих або з малим вмістом інгібітора плівках – після 24 діб перебування в агресивному середовищі. Під час дослідження великої кількості зразків помічено, що зменшення електроопору є характерною тенденцією, яка передує процесам руйнування плівок. Агресивне середовище додатково поглиблює деструкцію таких плівок, що, у підсумку, різко зменшує опір дослідних зразків [1, 2].
Дія агресивного середовища призводила до посилення різних структурних перетворень у плівках: в опромінених УФ - сферолітна кристалізація переходила в обмежено-фібрилярну; у зразках, які підлягали світлопогодним змінам – сфероліти збільшувалися у розмірах, були виявлені нові дрібносферолітні утворення і, незважаючи на обмежений час дії агресивного середовища, спостерігалася посилена рельєфність поверхні та розриви плівки (рис. 2) [3].

а б
Рисунок 2 – Морфологія поверхні опромінених (УФ, 300 год.) плівок ПЕНГ + 1 ваг. % ДЦГАБ (Х 2000): а – до дії ; б - після додаткової дії агресивного середовища.

Екстраполюючи дані експериментів з визначення ресурсу роботи покриття , зроблено прогноз захисного ресурсу досліджуваних плівок пит. [4]. Так, захисний ресурс плівок з леткими інгібіторами атмосферної корозії НДА та Г-2 понижується до двох-трьох років в разі використання їх на відкритих площадках і до чотирьох-п’яти років в разі використання в складських приміщеннях. Плівки з інгібітором ДЦГАБ мають кращі показники ресурсу роботи. Інгібовані захисні покриття з додатками пластифікатора мають підвищений ресурс роботи і можуть використовуватися терміном до 8 років.

Список використаних джерел: 1. Доманцевич Н. Дослідження експлуатаційних властивостей нових полімерних плівкових покриттів / Н. Доманцевич, І. Полікарпов, Б. Яцишин // Вісник ЛКА. – Львів: вид-во ЛКА, 1998. – Т. 2. – Ч. 2. – С. 21 – 27. 2. Огибалов П.М. Конструкционные полимеры: Методы экспериментального исследования./ П.М. Огибалов, Н.И Малинин – М.: МГУ, 1972. – Ч .1, 2. 3. Доманцевич Н.І. Вплив ультра-фіолетового опромінення на структуру та властивості модифікованих плівкових покрить / Н.І. Доманцевич // Фізика і хімія твердого тіла. – 2000. – Т. 1. – № 2. – С. 273 – 277. 4. Молотков А.П. Прогнозирование эксплуатационных свойств полимерных материалов./ А.П. Молотков. – Минск: Вышейшая школа, 1982. – 192 с.