Исследование структуры и физико-механических свойств композиций на основе полиэтилена и пространственно сшитого полистирола

где t — время, D — коэффициент диффузии, / — толщина пленки.

На рис. 1 представлены кривые растяжения исследуемых композиций.

Кривые напряжение а — деформация е композиций К-3, К-2, К-1 аналогичны друг другу, имеют предел текучести.

Абсолютные значения относительного удлинения при разрыве ер вдоль оси вытяжки у композиций К-2 и К-3 несколько ниже, чем у К-1. Прочность при разрыве у композиции К-3 выше, чем у К-2, что, по-видимому, обусловлено более высокой степенью вытяжки на приемных валках каландра.

Характер кривой о — е для композиции К-4, полученной при Гк=60° принципиально иной — на кривых отсутствует предел текучести. Значения ер у К-4 более чем на порядок ниже еР композиций К-1, К-2, К-3. Прочность при разрыве в направлении вдоль оси вытяжки возрастает.

Характер деформационных кривых композиций К-1 (способ переработки I) и К-5 (способ переработки II), полученных при одной и той же 7,=130°, одинаков. Однако ер вдоль оси вытяжки у К-5 выше, чем у К-1. Деформационно-прочностные свойства композиций достаточно хорошо коррелируют с их структурой.

В таблице приведены результаты исследования структуры ПЭ и композиций рентгенографическим методом. Было установлено, что пленки ПЭ, К-1 и К-5 при приведенных выше условиях переработки получаются неориентированными; К-2 слабо ориентирована и характеризуется α-текстурой кристаллитов ПЭ с углом дезориентации ф=48°; К-3 более ориентирована. Она также характеризуется α-текстурой кристаллитов ПЭ. Для К-3 на кривой азимутального распределения интенсивности наблюдаются два рефлекса 110 (т. е. на текстуррентгенограмме их будет 4). Следовательно, ориентация кристаллитов ПЭ в композиции, полученной при степени вытяжки 4, более совершенна, угол дезориентации рефлекса 110 составляет 25°. Композиция К-4 имеет высокоориентированную с-текстуру кристаллитов с углом дезориентации ф=13°. Повышение степени анизотропии К-4 связано с понижением температуры приемных валков каландра до 60°.

Рис. 1. Кривые напряжение — деформация для пленок ПЭ (1, Г) и композиций К-1 (2, 2'), К-2 (3, 3'), К-3 (4, 4'), К-4 {5, 5'), К-5 (6, 6'), полученные при растяжении вдоль (1—6) и поперек оси вытяжки {Г—6')

При повышении Тк

до 130° увеличивается скорость релаксационных процессов, что приводит к получению изотропной структуры К-1.

На рис. 2 представлены рентгенограммы К-1, К-2, К-4. Наличие высокоориентированной с-текстуры кристаллитов ПЭ в композиции К-4 приводит к изменению характера деформационной зависимости, резкому падению ер и отражается на его релаксационных свойствах.

На рис. 3 показаны кривые релаксации и усадки1 для образцов композиции К-4, вырезанных вдоль оси вытяжки. Специфика полученной зависимости напряжение а — температура Т

заключается в том, что кривая состоит из двух участков, отличающихся характером изменения а

с Т:

в интервале 20—60° о падает, в интервале 70—100° а

растет. Ход зависимости а — Г на первом участке традиционен, он обусловлен релаксационным процессом и тепловым расширением. Согласно литературным данным, температура 50° соответствует области ос-релаксации в кристаллических областях ПЭ [4]. По-видимому, рост о

на втором участке связан с тенденцией молекул к разориентации.

В интервале температур 60—70° на кривой а — Т

наблюдается плато, т. е. на этом участке оба процесса (падение и рост о) уравновешены.

Измерения усадки показали, что на первом участке до 60° происходит расширение образца, на втором >60° усадка. Рентгеноструктурный анализ исходных композиций К-4 п К-4 после неизотермического нагревания в режиме релаксации и ползучести показал, что угол дезориентации Ф остается постоянным, т. е. ориентация кристаллитов не меняется. Следовательно, рост о в релаксационном процессе и усадка обусловлены уменьшением фактора ориентации цепей в аморфной фазе ПЭ. Сделанный вывод согласуется с литературными данными [5, 6].