СВЕТОСТОЙКИЙ МАТЕРИАЛ

Изобретение относится к производству наноструктурированных материалов, которое может найти широкое применение в химической. текстильной промышленности и в быту.
Композиционный материал включает использование наноуглеродного наполнителя фуллерена C60 с концентрацией 1 ÷ 10% масс в качестве модификатора и полиметилметакрилат при формовании пленок из раствора, обеспечивает лучшие показатели механических свойств и фотостабилизацию материала, не требует изменения существующей технологии получения изделий.

Изобретение относится к производству нано-структурированных материалов, которое может найти широкое применение в химической, тек-стильной промышленности и в быту.
Известна полимерная композиция, содержа-щая в качестве матрицы политетрафторэтилен (ПТФЭ) с наполнителем фуллереновой сажей [1] с целью выяснения изменений в трибологических свойствах полимера с ростом концентрации доба-вок в пределах 0 ÷ 10% масс. При этом изменения физических и эксплутационных свойств полимера остаются неизученными.
Наиболее близкой по технической сущности и уровню к предлагаемому изобретению является композиция [2], содержащая полистирол (ПС) и добавку фуллерен C60 , концентрация которого в полимерной матрице изменялась и пределах С = 5, 10, 20% масс. Внедрение добавки сопровождалось изменением тепловых свойств ПС. Однако об из-менениях ресурса механических свойств {прочно-сти, деформации, модуля упругости) и светостой-кости композиции с ростом содержания фуллере-нов в матрице не исследованы.
Цель изобретения заключается в создании по-лимерной композиции, обладающей хорошими механическими свойствами и стойкостью к воз-действию УФ-света.
Указанная цель достигается тем, что поли-мерная композиция на основе полиметилметакр штата ГОСТ 16667-74 марки СО-120, содержащая нанокарбоновый наполнитель фуллерен C60 при соотношении компонентов в масс.% или частях:
Полиметилметакрилат 90 ÷ 99
Наполнитель фуллерен C60 1÷ 10
Для получения композиции берут порошки ПММА и фуллерена C60 с химической чистотой 99,7%. Из порошка ПММА в растворителе толуол готовят 5%-ый раствор матрицы; фуллерен C60 также растворяют в толуоле и готовят его насы-щенный раствор. Затем в заданных объемах соот-ношениях готовят смесь растворов ПММА с фул-лереном C60 и из них при 20°С формуют пленки ПММА с различным содержанием фуллерена C60. Все опытные процедуры проводят при 20°С. Из готовых пленок толщиной 20-60 мкм вырезают образцы в виде двойной лопаты с рабочей длиной 22 мм и шириной 2 мм. Образцы подвергают воз-действию УФ-излучения лампы холодного свече-ния БУВ-30 с длиной волны λ = 254 нм. Механиче-ские испытания проведены согласно ГОСТ 1262-68 при 20°С на разрывной машине РМ-1, но сня-тым деформационным кривым определяют раз-рывную прочность σρ и удлинения ερ образцов.
Результаты испытаний приведены в таблице и на фигуре, где изображены зависимости относи-тельного изменения разрывной прочности σρt/ σρo облученных σρt Ор1 и необлученных σρo образцов от времени облучения t для ПММА с наполните-лем фуллерен C60.




Как видно из таблицы рост концентрации наполнителя фуллсрена сопровождается посте-пенным увеличением разрывной прочности σρ, удлинения ερ, и модуля упругости образцов Е0. Внедрение фуллерена также приводит к эффекту фотостабилизации ПММА против фото деструк-ции.
Из фигуры видно, что при малых временах облучения УФ-светом исходный образец теряет почти 50% ресурсов прочности, но с ростом кон-центрации наполнителя до 1% процесс фотоде-струкции замедляется. В интервале С = 3÷10% разрывная прочность облученных образцов рас-тет более на 20-30% в сравнении , с необлученны-ми и проходит через максимум. Максимум проч-ности образцов с ростом содержания фуллерена C60 смещается в сторону больших значений времен облучения.
Увеличение концентрации фуллерена C60 со-провождается также изменением цвета (окраски) образцов от исходного прозрачного к пурпурово красному с фиолетовым оттенком. При облучении УФ светом в пределах использованных времен облучения окраска полимера заметно не изменя-ется. Полученные результаты показывают, что полимерная композиция обладает улучшенными фотостабилизационными и механическими свой-ствами, не требует изменения существующей тех-нологии получения пленок.

1. Точильников Д.Г., Будтов В.П., Пугачев А.К., Гинзбург Б.М., Булатов В.П. Авторское свидетель-ство РФ 2216553, 2003.
2. 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.