Preview

Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий

Расширенный поиск

Экструзионная переработка и свойства композитов на основе вторичного полипропилена наполненного сополимером стирол-этилен-бутилен-стирольным каучуком

https://doi.org/10.20914/2310-1202-2025-1-250-258

Аннотация

Представлены результаты исследований, направленных на определение структурных, теплофизических, термических и деформационно-прочностных свойств полимерных композиционных пленочных материалов на основе вторичного полипропилена, модифицированного стирол-этилен-бутилен-стирольным каучуком при переработке через расплав. В соответствии с разработанными составами широкого диапазона наполнения матрицы вторичного полипропилена стирол-этилен-бутилен-стирольным каучуком от 1 до 10 мас. % установили, что экструзионная переработка позволяет улучшить технологическую совместимость полимерных систем, которая влияет на улучшение комплекса деформационно-прочностных свойств, при которых разрушающее напряжение при растяжении увеличивается на 9 % до 7 мас. % стирол-этилен-бутилен-стирольного каучука в смесях со вторичным полипропиленом вследствие более равномерного распределения первого, а также на относительное удлинение при растяжении на 13 % до 10 мас. % стирол-этилен-бутилен-стирольным каучуком в смесях со вторичным полипропиленом вследствие их эластикации. Отмечен положительный эффект, который проявляется при определении термических и теплофизических свойств, указывающий на формирование однофазного характера смеси, влияющий на температурные режимы переработки смесевых составов вторичного полипропилена наполненного стирол-этилен-бутилен-стирольным каучуком, что влияет на увеличение производительности экструзионного оборудования и экономии энергозатрат на их производство. Доказано, что экструзионная переработка вторичного полипропилена и стирол-этилен-бутилен-стирольного каучука в пленочные композиты характеризуется физическим, а не химическим или другим типом взаимодействия, что проявляется в отсутствии пиков полос поглощения, характерных для полярных групп стирол-этилен-бутилен-стирольного каучука при определении химического состава пленочных композиций методом ИК-спектроскопии. Таким образом, разработанные композиционные составы пленочных композиций на основе вторичного полипропилена, модифицированного стирол-этилен-бутилен-стирольным каучуком могут быть рекомендованы к практическому использованию для изготовления изделий многофункционального применения.

Об авторе

И. Ю. Васильев
Московский политехнический университет
Россия

к.т.н., доцент, кафедра Инновационных материалов принтмедиаиндустрии, ул. Большая Семеновская, 38, г. Москва, 107023, Россия



Список литературы

1. Guivan M.Y., Ovchinnikov V.A., Mamin E.A., Khaidarov B.B., Popov A.A. The Influence of Metal Sludge on the Oxidative Destruction of Low-Density Polyethylene // Polymer Science – Series D. 2024. Vol. 17. № 2. P. 502–506.

2. Stefanovich M.A., Gubachev V.A., Tolstov A.M. The modelling of extrusion melt processes for polymer composites // International Journal of Applied Science and Technology Integral. 2022. № 2. doi: 10.55186/02357801_2022_7_2_1.

3. Dul S., Gutierrez B.J.A., Pegoretti A., Alvarez-Quintana J., Fambri L. 3D printing of ABS Nanocomposites // Comparison of processing and effects of multi-wall and single-wall carbon nanotubes on thermal, mechanical and electrical properties. Journal of Materials Science & Technology. 2022. № 121. P. 52–66. doi: 10.1016/j.jmst.2021.11.064.

4. Sheng R. 3D printing of airplane parts // 3D Printing. 2022. P. 13–20. doi: 10.1016/b978–0–323–99463–7.00003–7.

5. Sharifov D.M., Niyazbekova R.K., Mukhambetov G.M., Mikhalchenko V.N., Begaidarov Zh.A., Serekpaev M.A. Production technology and development prospects of polymer-based nanocomposite materials // Solid State Physics: Proceedings of the XV International Scientific Conference. 2022. P. 152–154.

6. Vidakis N., Mangelis P., Petousis M., Mountakis N., Papadakis V., Moutsopoulou A. et al. Mechanical reinforcement of ABS with optimized nano titanium nitride content for material extrusion 3D printing // Nanomaterials. 2023. Vol. 13. № 4. P. 669. doi: 10.3390/nano13040669.

7. Pulipaka А., Gide К., Beheshti А., Bagheri Z. Effect of 3D printing process parameters on surface and mechanical properties of FFF-printed PEEK // Journal of Manufacturing Processes. 2022. № 85. P. 368–386. doi: 10.1016/j.jmapro.2022.11.057.

8. Zhang X., Fan W., Liu T. Fused deposition modeling 3D printing of polyamide-based composites and its applications // Composites Communications. 2020. № 21. P. 100413. doi: 10.1016/j.coco.2020.100413.

9. Valvez S., Silva A.P., Reis P.N.B. Compressive behaviour of 3D-printed PETG composites // Aerospace. 2022. Vol. 9. № 3. P. 124. doi: 10.3390/aerospace9030124.

10. Bhagia S., Bornani K., Agarwal R., Satlewal A., Durkovi J., Lagana R. et al. Critical review of FDM 3D printing of PLA biocomposites filled with biomass resources, characterization, biodegradability, upcycling and opportunities for biorefineries // Applied Materials Today. 2021. № 24. doi: 10.1016/j.apmt.2021.101078.

11. Tirado-Garcia I., Garcia-Gonzalez D., Garzon-Hernandez S., Rusinek A., Robles G., Martinez-Tarifa J.M. et al. Conductive 3D printed PLA composites: on the interplay of mechanical, electrical and thermal behaviours // Composite Structures. 2021. № 261. doi: 10.1016/j.compstruct.2021.113744.

12. Troyan A.S., Troyan A.A. Recycling of secondary polyethylene terephthalate // Chemistry and chemical technology in the XXI century: Materials of the XXIII International Scientific and Practical Conference of Students and Young Scientists named after outstanding chemists L.P. Kulev and N.M. Kizhner. 2022. № 2. P. 339–341.

13. Ukhartseva I.Yu., Tsvetkova E.A., Goldade V.A., Shapovalov V.M. Technological aspects of manufacturing containers and packaging for food products // Polymer materials and technologies. 2022. Vol. 8. № 4. P. 6–31. doi: 10.32864/polymmattech-2022-8-4-6-31.

14. Mohammadi Zerankeshi M., Sayedain S.S., Tavangarifard M., Alizadeh R. Developing a novel technique for the fabrication of PLA-graphite composite filaments using FDM 3D printing process // Ceramics International. 2022. № 48. doi: 10.1016/j.ceramint.2022.07.117.

15. Zhang Y., Zhu Y., Zheng S., Zhang L., Shi X., He J., Chou X., Wu Z.-S. Ink formulation, scalable applications and challenging perspectives of screen printing for emerging printed microelectronics // Journal of Energy Chemistry. 2021. № 63. P. 498–513. doi: 10.1016/j.jechem.2021.08.011.

16. Unhelkar B., Joshi S., Sharma M., Prakash S., Krishna Mani A., Prasad M. Enhancing supply chain performance using RFID technology and decision support systems in the industry 4.0 // A systematic literature review. International Journal of Information Management Data Insights. 2022. № 2. doi: 10.1016/j.jjimei.2022.100084.

17. Mazumder R.H., Govindaraj P., Salim N., Antiohos D., Fuss F.K., Hameed N. Digitalization of composite manufacturing using nanomaterials based piezoresistive sensors // Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. 2025. № 188. doi: 10.1016/j.compositesa.2024.108578.

18. Syduzzaman Md., Islam Saad Md.S., Fuad Piam M., Talukdar Toaki T.A., Shobdo T.T., Pritha M.N. Carbon nanotubes: Structure, properties and applications in the aerospace industry // Results in Materials. 2025. № 25. P. 100654. doi: 10.1016/j.rinma.2024.100654.

19. De Falco G., Basta L., Commodo M., Minutolo P., D’Anna A. Flame synthesis of soot/TiO2 nanoparticle composite films with improved electrical properties characterized by Scanning Probe Microscopy // Proceedings of the Combustion Institute. 2024. № 40. P. 105475. doi: 10.1016/j.proci.2024.105475.

20. Frąc M., Szudek W., Szołdra P., Pich W. The applicability of shungite as an electrically conductive additive in cement composites // Journal of Building Engineering. 2022. № 45. P. 103469. doi: 10.1016/j.jobe.2021.103469.

21. Thirugnanasamabandam А., Prabhu В., Mageswari V., Murugan V., Ramachandran K., Kadirgama K. Wood flour / ceramic reinforced polylactic acid based 3D printed functionally grade structural material for integrated engineering applications: A numerical and experimental characteristic investigation // International Journal of Lightweight Materials and Manufacture. 2025. № 8. P. 74–86. doi: 10.1016/j.ijlmm.2024.08.003.


Рецензия

Для цитирования:


Васильев И.Ю. Экструзионная переработка и свойства композитов на основе вторичного полипропилена наполненного сополимером стирол-этилен-бутилен-стирольным каучуком. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2025;87(1):250-258. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2025-1-250-258

For citation:


Vasiliev I.Y. Extrusion processing and properties of composites based on secondary polypropylene filled with styrene-ethylene-butylene-styrene rubber copolymer. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2025;87(1):250-258. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2025-1-250-258

Просмотров: 50


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2226-910X (Print)
ISSN 2310-1202 (Online)