СВЕТОСТОЙКИЙ МАТЕРИАЛ

Изобретение относится к производству нанострук-турированных материалов, которое может быть использовано в химической, текстильной, пищевой промышленности и в быту.
Полимерный композиционный материал включает использование нано-углеродного наполнителя фуллерена C60 с концентрацией 1÷10% масс в качестве модификатора при формовании ПЭНП из раствора, обеспечивает лучшие показатели механических свойств и фотостабилизацию изделия, не требует изменения существую-щей технологии получения материалов.

Изобретение относится к производству нано-структурированных материалов, которое может найти широкое применение и химической, тек-стильной, пищевой промышленности и в быту.
Известны полимерные композиции, содержащие в качестве матрицы полиметилметакрилат (ПММА) [1], политетрафторэтилен (ПТФЭ) [2|, полистирол (ПС) [3] с наноуглеродными добавка-ми С60 [1,3] и фуллереновой сажей (ФС) |2| с целью выяснения изменений в люминесцируюших. трибологических и тепловых свойствах полимеров с ростом концентрации добавок. Однако изменение других физических и эксплуатационных свойств полимеров остаются неизученными.
Наиболее близким по технической сущности и уровню к предлагаемому изобретению является композиция [4], содержащая полиэтилен и фото-стабилизаторы, сложных по составу и структуре. Однако процедуры и этапы приготовления самих компонентов являются довольно сложными, трудоемкими, экологически небезопасными при обработке матрицы и формовании пленок.
Цель изобретения заключается в создании полимерной композиции с лучшими механическими свойствами и устойчивой к воздействию УФ -излучения.
Для достижения поставленной цели полимерная композиция из полиэтилена низкой плотности (ПЭНП) ГОСТ 16337-77 марки 10802-020 содержит наноуглеродный наполнитель - фуллерен С60 с химической чистотой 99,7% при следующем соотношении компонентов в масс.% или частях:
Полиэтилен низкой плотности (ПЭНП) 90÷99
Наноуглерод - фуллерен С60 1÷10
Для получения композиции берут порошки из ПЭНП ГОСТ 163337-77 марки 10802-020 и в водя-ной бане при температуре 70-80° С готовят 4%-ый раствор ПЭНП в бромбензоле, а также насыщенный раствор фуллерена С60 в бромбензоле. Растворы ПЭНП и фуллерена С60 смешивают в заданных пропорциях и в водяной бане при температуре 70-80°С производят формование пленок, разным содержанием в них фуллерена С60. Из пленок вырезают образцы в виде двойной лопаты длиной рабочей части 22мм и шириной 2мм, толщиной 30-80 мкм. Для этих же образцов облучение проводят лампой холодного свечения УФ - света БУВ-30, с длиной волны излучения λ=254 нм. Затем на раз-рывной машине РМ-1 согласно ГОСТ 1262-68 проводят механические испытания при 20° С, т.е. снимают деформационные кривые, по которым определяют величины разрывного напряжения σр и удлинения εр исходных и облученных образцов. Результаты проведенных опытов приведены и таблице и на фигуре.





Как видно из таблицы рост концентрации фуллерена С60 в образце сопровождается посте-пенным увеличением начального модуля упругости Е0, уменьшением разрывного удлинения εр и экстремальным изменением разрывной прочности σр. В интервале С=1-3% прочность σр воз-растает, а в интервале С-3-10% происходит её снижение. С ростом содержания фуллерена С60 в матрице окраска полимера меняется от светло прозрачного до пурпурового с фиолетовым оттенком. Из фигуры видно, что при УФ-облучении исходных образцов из ПЭНП происходит снижение относительной разрывной прочности σрt/ σро от времени облучения t. С ростом концентрации фуллерена в матрице в интервале С=1-5%, с увеличением времени облучения на зависимости

где σрt и σро - соответственно разрывные прочности облученных и необлученных образцов, наблюдается экстремальное изменение прочности образцов, а затем их неизменность и снижение для С=10%. При облучении УФ-светом в пределах использованных времен облучения окраска поли-мера практически не изменяется. Полученные результаты свидетельствуют о том, что фуллерен С60 не только сохраняет и улучшает механические

свойства ПЭНП, но и предохраняет полимер от фотодеструкции, т.е. фуллерен С60 играет роль фотостабилизатора.
Предлагаемая стабилизированная полимерная композиция не требует затраты множества различных химических соединений, изменения технологии производства изделий.

1. Giobin Ma, Wenjuan Cheng, Gimghua Chen, Naiben Ming. Orientation and photolumi-nescence of C^o crystallites in Сбо - polymethyl methacrylate films. Thin Solid Films 375(2000)292-295.
2. Точильников Д.Г., Будтов В.П., Пугачев А.К., Гинзбург Б.М., Булатов В.П. Авторское сви-детельство РФ 2216553, 2003.
3. D. Weng, H.K.Lee, К. Leon, J. Мао, W.A.
Scrivens, E.B. Stephens, J.M. Tour. The influence of Buckminsterfullerenes and their derivatives on poly-mer properties. European Polymer Journal 35 (1999) 867-878.
4. Авторское свидетельство СССР 2132346, Бюл. №18. 27.06.1999.