Розробка технології одержання функціональних полімерних композитів з поглинальними властивостями

Abstract

Дисертаційна робота присвячена вирішенню важливого науково- практичного завдання зі створення нових функціональних полімерних композиційних матеріалів з контрольованою кінетикою вологопоглинання. Актуальність роботи обумовлена необхідністю забезпечення контрольованості процесу видалення вологи в замкнених середовищах, достатню механічну міцність та можливість контролю форми поглинаючих виробів. Обмеженість наявних рішень та відсутність комплексних досліджень взаємозв'язку складу, гранулометрії та форми матеріалів з кінетикою їх вологопоглинання та кінцевими фізико-механічними властивостями обумовлюють необхідність створення нових, більш ефективних та контрольованих композицій. Запропоновані у роботі технологічні та матеріалознавчі підходи дозволяють формувати вироби з контрольованою кінетикою вологопоглинання стандартними засобами переробки поліолефінів, відкриваючи нові можливості для їх застосування в пакуванні, фармацевтиці, електроніці та косметичній галузі. Мета роботи полягає у розробці технології одержання функціональних полімерних композитів з поглинальними властивостями. Об’єктом дослідження є явище хімічного поглинання вологи оксидом кальцію в структурі полімерної матриці. Предметом дослідження є розробка технології одержання функціональних полімерних композитів з поглинальними властивостями. Отримані в процесі дослідження наукові результати в сукупності дозволили розв’язати важливе науково-прикладне завдання зі створення нових функціональних полімерних композиційних матеріалів з контрольованою кінетикою вологопоглинання. Основні положення, що визначають наукову новизну дисертаційної роботи, полягають у наступному: Вперше встановлено механізм здатності полімерного композиту на основі поліетилену, що містить оксид кальцію поглинати вологу з атмосфери повітря, що полягає у хімічному зв’язуванню вологи з утворенням гідрокисиду кальцію в об’ємі композиту. Встановлено залежність швидкості поглинання вологи з атмосфери повітря від гранулометричного складу полімерного композиту та розміру частинок оксиду кальцію. Збільшення діаметру гранул композиту з 2 мм до 5,5 мм дозволяє регулювати швидкість поглинання вологи шляхом зміни площі поверхні контакту. Досліджено можливість збереження фізико-механічних та функціональних властивостей високонаповнених полімерних композитів з вмістом оксиду кальцію 80% шляхом застосування модифікаторів полімерної матриці. Введення до 5% поліетиленового воску та пропіленового еластомеру дозволяє покращити перероблюваність композиту без втрати вологопоглинання.

The dissertation is devoted to addressing a significant scientific and practical problem concerning the development of novel functional polymer composite materials with controlled moisture uptake kinetics. The relevance of the research is by the necessity to ensure controllability of moisture removal processes in confined environments, to provide sufficient mechanical strength, and to enable regulation of the geometrical form of absorbing products. The limitations of existing solutions and the absence of comprehensive investigations into the interrelationship between composition, granulometry, and material form on the one hand, and the kinetics of moisture uptake and the resulting physico-mechanical properties on the other, necessitate the development of new, more efficient, and controllable composite systems. The technological and materials science approaches proposed in this work make it possible to manufacture products with controlled moisture uptake kinetics using conventional polyolefin processing techniques. This opens up new opportunities for their application in packaging, pharmaceuticals, electronics, and the cosmetics industry. The objective of the research is to develop a technology for producing functional polymer composites possessing moisture-absorbing properties. The object of the research is the phenomenon of chemical moisture uptake by calcium oxide within the structure of a polymer matrix. The subject of the research is the development of a technology for producing functional polymer composites possessing absorptive properties. The scientific results obtained in the study, considered in their entirety, have made it possible to solve an important scientific and applied problem, namely, the creation of novel functional polymer composite materials with controlled moisture uptake kinetics.