Оценка влияния времени теплового воздействия на отдельных технологических стадиях переработки на свойства сополимера диметилтерефталата и тетрагидрофурана и изделий из него

   Цель. В процессе переработки сополимера диметилтерефталата и тетрагидрофурана в готовые изделия исходный эластомер дважды подвергается тепловому воздействию высоких температур, начиная со стадии подготовки сырья и включая сам процесс переработки материала в готовое изделие. Несоблюдение режимов на стадии сушки и в процессе экструдирования приводит к ухудшению внешнего вида готовой продукции и изменению эксплуатационных свойств готовых изделий.

   Поиск причин и их объяснение стали целью данной работы.

   Методы: ИК-спектроскопия анализа структуры, физико-химические методы определения текучести и предела текучести расплава, твёрдости по Шору, проведение испытания на сжатие, контроль внешнего вида изделий.

   Результаты. В работе проведена оценка влияния тепловой обработки термопластичного эластомера на стадии подготовки сырья варьированием времени предварительной сушки сополимера диметилтерефталата и тетрагидрофурана на свойства и внешний вид готовой продукции с анализом возможных химических процессов гидролитической деструкции, приводящих к ухудшению внешнего вида. Изучено негативное влияние избыточного времени пребывания расплава в экструдере на эксплуатационные свойства готового изделия с изучением протекающих при этом химических процессов и изменений химической структуры вещества за счёт термоокислительной деструкции.

   Заключение. Установлено, что присутствие влаги в сырье из-за несоблюдения режимов хранения и отсутствие методов контроля за содержанием воды в процессе сушки приводит к протеканию гидролитического разложения с разрушением полимерной цепи и получению изделия, непригодного к использованию. Несоблюдение режима выдержки полимерного расплава в экструдере во время переработки материала приводит к его разрушению в процессе термоокислительной деструкции, влияя на значение предела текучести расплава, и несоответствию технологическим требованиям.

1. Синтез, теплостойкость и механические свойства сшитых (уретан-имидных) сополимеров, содержащих в основной цепи блоки двух различающихся по строению алифатических полиэфиров / А.Л. Диденко, А.Г. Иванов, Е.А. Богданова, В.Е. Смирнова, Г.В. Ваганов, Е.Н. Попова // Журнал прикладной химии. 2021. Т. 94, № 9. С. 1164-1185. doi: 10.31857/S0044461821090073.

2. Qiu G., Ma W. Low dielectric and thermal properties of polyimides based on PMDA, BPADA, TPE-Q and TPE-R // Journal of Macromolecular Science. Part A: Pure and Applied Chemistry. 2023. Vol. 60, no. 4. P. 297-305. doi: 10.1080/10601325.2022.2138763.

3. Can tetraphenylethane (TPE) “iniferter” groups be introduced into polymer chains by coupling TPE diol with diisocyanates? / M. Grabowski, B. Kost, B. Gostyński, M. Bednarek // Polymer. 2022. Vol. 246. P. 124738. doi: 10.1016/j.polymer.2022.124738.

4. Юркин Ю.В., Авдонин В.В., Широкова Е.С. Анализ динамических и механических характеристик стирольных термоэластопластов (ТЭП) // Региональная архитектура и строительство. 2023. № 4(57). С. 135-142. doi: 10.54734/20722958_2023_4_135.

5. Борисов Г.А., Колодяжная И.Н. Перспективные конструкционные материалы на основе полимеров для применения в сельскохозяйственной технике // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П.А. Костычева. 2010. № 4(8). С. 66-68.

6. Андреевец Ю.А., Давыдов А.С. Применение методики расчета утечки при проектировании гидроцилиндров с уплотнительными элементами из полимерных композитов // Полимерные материалы и технологии. 2019. Т. 5, № 1. С. 70-78. doi: 10.32864/polymmattech-2019-5-1-70-78.

7. Казберов Р.Я. Применение полимерных материалов и аддитивных технологий в электрооборудовании агропромышленного комплекса // Электротехнологии и электрооборудование в АПК. 2021. Т. 68, № 4(45). С. 51-55. doi: 10.22314/2658-4859-2021-68-4-51-55.

8. Фомченкова Л.Н. Современные термопластичные эластомеры для низа обуви // Кожевенно-обувная промышленность. 2010. № 1. С. 17-20.

9. Schmidt U., Zehetmaier P.C., Rieger B. Direct synthesis of poly(dimethylsiloxane) copolymers with TPE-properties via CuAAC (click chemistry // Macromolecular Rapid Communications. 2010. Vol. 31, no. 6. P. 545-548. doi: 10.1002/marc.200900784.

10. Внутренний массоперенос веществ при экстрагировании и сушке непористых полимерных материалов / А.М. Климов, С.П. Рудобашта, Ю.А. Тепляков, В. М. Нечаев, Г.М. Михайлов [и др.] // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. 2011. Т. 54, № 5. С. 117-120.

11. Rheological characterization of thermoplastic elastomers (TPE) based on PP and recycled EPDM / P. Mahallati, D. Rodrigue, H. M. Hassanabadi, M. Wilhelm // Applied Rheology. 2016. Vol. 26, no. 3. P. 33503. doi: 10.3933/ApplRheol-26-33503.

12. Воробьев А.М., Кормилицин Г.С., Дмитриев В.М. Рекомендации по аппаратурному оформлению процесса сушки гранулированных полимерных материалов // Вестник Тамбовского университета. Серия: Естественные и технические науки. 2012. Т. 17, № 3. С. 996-999.

13. Термостабильность смесевых композиций на основе полиамида 6.6 и термоэластопластов / Л.А. Ленартович, Н.Р. Прокопчук, О.М. Касперович, А.Ф. Петрушина, А.Г. Любимова // Труды БГТУ. Серия 2: Химические технологии, биотехнология, геоэкология. 2020. № 1(229). С. 125-130.

14. Оценка технологических свойств полимерной пыли ТПЭЭ на этапе подготовки отходов к переработке / С.Д. Пожидаева, В.М. Вишняков, А.Д. Лебедева, Н.В. Кувардин, А.М. Чернов // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2025. Т. 15, № 1. С. 194-209. doi: 10.21869/2223-1528-2025-15-1-194-209.

15. Влияние условий предварительной сушки полилактида на его реологические характеристики / Э.Р. Бакирова, А.С. Шуршина, В.В. Чернова, Е.М. Захарова, Е.И. Кулиш // Вестник Технологического университета. 2022. Т. 25, № 7. С. 102-105. doi: 10.55421/1998-7072_2022_25_7_102.

16. Рудобашта С.П. Расчет кинетики сушки дисперсных материалов на основе аналитических методов // Инженерно-физический журнал. 2010. Т. 83, № 4. С. 705-714.

17. Казаков П.П., Прокопчук Н.Р. Экспресс-метод оценки термостабильности полимеров // Доклады Национальной академии наук Беларуси. 2005. Т. 49, № 5. С. 109-113.

18. Особенности термоокислительной деструкции композиций на основе эпоксидного олигомера с термопластичными наполнителями / Л.С. Шибряева, И.Ю. Горбунова, М.Л. Кербер, П.А. Повернов // Высокомолекулярные соединения. Серия Б. 2021. Т. 63, № 4. С. 231-250. doi: 10.31857/S2308113921040094.

19. Research into Kinetics of Radiation Destruction of Elastomers / S.G. Tikhomirov, O.V. Karmanova, S.L. Podvalny, A.A. Khvostov, A.V. Karmanov // Advanced Materials and Technologies. 2018. No. 2. P. 9-17. doi: 10.17277/amt.2018.02.pp.009-017.

20. Ivanov A.A., Belov N.A. Fluorinated polymers: evaluation and characterization of structure and composition // Journal of Advanced Materials and Technologies. 2021. Vol. 6, no. 2. P. 144-155. doi: 10.17277/jamt.2021.02.pp.144-155.