Связующие агенты используются в сочетании с другими добавками. К таковым относятся смазочные материалы, термостабилизаторы, светостабилизаторы, красители, биоциды и пенообразователи. Иногда эти добавки могут вносить негативные эффекты – например, некоторые смазочные материалы склонны к интерференции со связующими агентами. Ведущиеся разработки нацелены на сведение этой интерференции к минимуму. Другая цель состоит в создании многофункциональных добавок, например отдельного соединения, обладающего действием одновременно как связывающего агента и смазочного материала. Области применения Древесно-полименые композиты применяются при изготовлении настилов и поручней, окон и дверей, декоративной отделки и формовки, помостов и дощатых тротуаров, а также для изготовления дверных панелей автомобилей и напольного настила в грузовиках. В древесно-пластиковых композитах используются в основном полиолефины, например полиэтилен (особенно высокой плотности HDPE) и полипропилен (PP). Также используется поливинилхлорид (PVC), особенно в окнах, дверях и плоской черепице. Иногда в древесных композитах используются полистирол и акрилонитрил-бутадиен-стирол (ABS). Композиты содержат древесные волокна и древесную муку. Любой композит на 50 – 70 процентов состоит из наполнителей. В целом, связующие агенты добавляются в количестве, составляющем от 1 до 3 процентов веса древесных наполнителей. Классы связующих агентов К настоящему моменту самую обширную группу связующих агентов составляют малеинированные полиолефины. Они состоят главным образом из полиэтилена или полипропилена с функциональными группами малеиновых ангидридов, привитыми на основные цепи полимера. Для этого используют пероксидные реагенты. Замещение производится у третичных углеродов в полимерной цепи или около пограничных алкеновых групп. После сплавления пересаженных полиолефинов с полимерами сходного состава и последующего охлаждения происходит их кристаллизация и формирование базовых полимеров, при этом группы малеиновых ангидридов взаимодействуют с группами гидроксила, находящимися на поверхности целлюлозных волокон, и формируют сильные ковалентные эфирные связи. Добавки в виде малеинированных полиолефинов доступны в виде гранул, их можно добавить в стандартное оборудование для экструзии или литья под давлением. В древесно-пластиковых композитах используются и другие связующие агенты; к ним относятся органосиланы, дериваты жирных кислот, длинноцепные хлорированные парафины, а также полиолефиновые полимеры с кислотными ангидридами, внедренные в основные цепи полимеров (вместо пересаженных). Малеинированные полиолефины Малеинированные полиолефины обычно входят в состав базовых полимеров HDPE, LLDPE и PP и могут привести к значительному улучшению свойств древесно-пластиковых композитов. Сообщается, что одна линия связующих агентов на основе малеинированных полиолефинов (Fusabond от компании DuPont) увеличит предел прочности на разрыв у древесно-полиэтиленовых композитов на 200-300 процентов в сравнении с композитами на основе PE без связующих агентов. Также сообщается, что другая группа продуктов – линия Integrate из малеинированного полиэтилена и полипропилена (Equistar) – усиливает ударную вязкость по Изоду древесно-пластиковых композитов на 300%. По представленным недавно данным производителя модуль разрыва (MOR) древесных композитов увеличивается на 100% с добавлением 2% малеинированных связующих агентов Integrate. Рисунок 1: Малеинированные добавки действуют как поверхностно-активные вещества, усиливая адгезию между наполнителями и базовыми полимерами, вступая в реакцию с гидроксилом или аминогруппами наполнителей. По имеющимся сообщениям, аналогичным образом трехпроцентное содержание связующего агента на основе полиэтилена (Epolene G-2608 от Eastman Chemical) может удвоить предел прочности на разрыв и утроить ударную вязкость древесно-полиэтиленовых композитов в сравнении с композитами, не содержащими связующие агенты. Для максимизации эффективности связующих агентов на основе малеинированного полиолефина особую важность имеет использование правильных смазочных материалов для состава. Согласно исследовательским данным компании Equistar, смазочные материалы на основе стеарата цинка негативно сказываются на эффективности малеинированных связующих агентов. Тем не менее, эффективность малеинированных добавок в значительной степени сохраняется при использовании неметаллических стеаратовых смазочных материалов.
|