RU2434033C2 - Polyamide composite material modified with fullerene filling materials (versions) - Google Patents

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: composite material consists of a 12-unit polyamide matrix and a modifying carbonaceous additive - fullerene C₆₀ or a mixture of fullerenes C₆₀ and C₇₀. Components are in the following ratio, wt %: fullerene C₆₀ or mixture of fullerenes C₆₀ and C₇₀ 0.001-1.0, 12-unit polyamide - the rest up to 100. In the second version, the modifying carbonaceous additive is fullerene soot with fullerene content of 3-16 wt %. The fullerene soot is added in amount of 0.01-1.0 wt %.

EFFECT: invention enables to increase the strength of the composition with increase in elasticity, raises softening, melting and destruction temperature in air, while density and water-absorption remain virtually unchanged.

2 cl, 3 dwg, 1 tbl, 11 ex

Description

Изобретение относится к полимерным материалам класса полиамидов 12-блочных конструкционного назначения и может найти широкое применение в различных отраслях промышленности для изготовления деталей и конструкций с повышенными требованиями по прочности и эластичности при сохранении начальной плотности и влагопоглощения.The invention relates to polymeric materials of the polyamide class of 12-block structural purposes and can be widely used in various industries for the manufacture of parts and structures with increased requirements for strength and elasticity while maintaining the initial density and moisture absorption.

Имеется опыт существенного изменения ряда свойств полиамидов блочных путем их наполнения - сочетания с веществами различной природы, растворимых или нет в полимерной матрице. Распределяясь в полимерной матрице, эти наполнители существенно модифицируют свойства полимерной основы. В качестве наполнителей используются порошки неорганического происхождения, полимеры и органические и неорганические волокна, включая стекло- и углеволокно. Действие модификаторов основано на целом ряде факторов. В случае ультрадисперсных наполнителей, применяемых в концентрациях менее 0.5 мас.%, модификаторы выступают в качестве искусственных центров зародышеобразования, изменяя структуру и степень кристалличности полиамидов. Частицы с ярко выраженной анизотропией формы, в первую очередь, волокна изменяют свойства полимерной матрицы, не только влияя на ее структуру, но и изменяя механизм разрушения полимерного образца путем перераспределения напряжений внутри него. Наиболее распространенным и массовым способом модификации полиамидов в России (полиамида 6-блочного, капролона) направленным на повышение его твердости, повышение электрической прочности и улучшение ряда других свойств, является модификация капролона мелкоизмельченным графитом (ТУ 6-06-38-89 «Графитонаполненная композиция полиамида 6-блочного»). Этот материал обрабатывается фрезерованием, точением, сверлением и шлифованием. Материал имеет низкий коэффициент трения и может работать без смазки в узлах трения. Этот материал производится в процессе низкотемпературной полимеризации лактама аминокапроновой кислоты в присутствии щелочных катализаторов и различных активаторов. Графитонаполненная композиция полиамида 6-блочного с содержанием графита 2 мас.% обеспечивает более долгую работу деталей из нее в узлах трения и скольжения. Недостатком графитонаполненого капролона является низкий уровень ударной вязкости, предела прочности и падение общих механических свойств, включая снижение модуля Юнга. Подобное изменение механических свойств исключает использование графитонаполненных композиций в изделиях и деталях, несущих существенные механические нагрузки.There is experience of a significant change in a number of properties of block polyamides by their filling - combination with substances of various nature, soluble or not in the polymer matrix. Distributed in the polymer matrix, these fillers substantially modify the properties of the polymer base. Inorganic powders, polymers, and organic and inorganic fibers, including glass and carbon fiber, are used as fillers. Modifiers are based on a number of factors. In the case of ultrafine fillers used in concentrations of less than 0.5 wt.%, The modifiers act as artificial nucleation centers, changing the structure and crystallinity of polyamides. Particles with a pronounced shape anisotropy, primarily fibers, change the properties of the polymer matrix, not only affecting its structure, but also changing the mechanism of destruction of the polymer sample by redistributing stresses inside it. The most common and widespread method of modifying polyamides in Russia (6-block polyamide, caprolon) aimed at increasing its hardness, increasing electric strength and improving a number of other properties, is the modification of caprolon with finely ground graphite (TU 6-06-38-89 “Graphite-filled polyamide composition 6-block "). This material is processed by milling, turning, drilling and grinding. The material has a low coefficient of friction and can work without lubrication in friction units. This material is produced in the process of low-temperature polymerization of lactam aminocaproic acid in the presence of alkaline catalysts and various activators. The graphite-filled composition of 6-block polyamide with a graphite content of 2 wt.% Provides longer work of parts from it in friction and sliding units. The disadvantage of graphite-filled caprolon is the low level of impact strength, tensile strength and a drop in general mechanical properties, including a decrease in Young's modulus. Such a change in mechanical properties excludes the use of graphite-filled compositions in products and parts that carry significant mechanical loads.

Попытки использовать подобную модификацию предпринимались и по отношению к полиамиду 12-блочному. Так в заявке US №20080171824, опубл. 17.07.2008 г., «Polymers filled highly expanded graphite» описано введение в матрицу полиамида 12-блочного в концентрации до 5 мас.% графита и технического углерода в процессе прядения волокон и прессования. Эффект подобной модификации оказывается во многом аналогичным модификации этими добавками капролона, т.е. повышается жесткость, коэффициент линейного расширения, температурная стойкость, для некоторых композиций с высоким содержанием графита наблюдается рост электропроводности. Однако подобная модификация отрицательно сказывается на механических свойствах, вызывая снижение прочности, эластичности модуля Юнга.Attempts to use a similar modification were made with respect to the 12-block polyamide. So in the application US No. 20080171824, publ. July 17, 2008, “Polymers filled highly expanded graphite” describes the introduction of a 12-block polyamide into a matrix at a concentration of up to 5 wt.% Graphite and carbon black in the process of fiber spinning and pressing. The effect of such a modification is in many ways similar to the modification of these caprolon additives, i.e. increased rigidity, linear expansion coefficient, temperature resistance, for some compositions with a high graphite content, an increase in electrical conductivity is observed. However, such a modification negatively affects the mechanical properties, causing a decrease in the strength and elasticity of the Young's modulus.

Повышение механических характеристик полиамида 12-блочного достигается за счет введение в эту матрицу стекловолокна. Известна заявка US №20080167415, опуб. 10.07.2008 г., «Polyamide molding materials reinforced with flat glass fibers and injection molded part made thereof». В полиамидную матрицу вводится 40-80 мас.% стекловолокна специальной формы, что обеспечивает 2-3 кратный рост прочности и модуля Юнга композиции. Таким образом, обеспечивается высокий прирост механической прочности. В то же время рост механических характеристик сопровождается почти 2-х кратным ростом удельного веса композиции, что сказывается на весовых характеристиках конечных изделий. Проблемой создания подобных композиций является и достижение равномерного распределения модификатора в полимерной матрице. Учитывая отсутствие сродства между полимерной матрицей и стекловолокном, последнее склонно образовывать агломераты в процессе прессования, что ведет к падению механических характеристик композиционного материала.Improving the mechanical characteristics of the 12-block polyamide is achieved by introducing fiberglass into this matrix. Known application US No. 20080167415, publ. 07/10/2008, “Polyamide molding materials reinforced with flat glass fibers and injection molded part made this”. 40-80 wt.% Fiberglass of a special form is introduced into the polyamide matrix, which provides a 2-3-fold increase in the strength and Young's modulus of the composition. Thus, a high increase in mechanical strength is ensured. At the same time, the increase in mechanical characteristics is accompanied by an almost 2-fold increase in the specific gravity of the composition, which affects the weight characteristics of the final products. The problem of creating such compositions is the achievement of a uniform distribution of the modifier in the polymer matrix. Given the lack of affinity between the polymer matrix and fiberglass, the latter tends to form agglomerates during the pressing process, which leads to a decrease in the mechanical characteristics of the composite material.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности (прототипом) является полиамидный композиционный материал (варианты) (Патент РФ №2316571; опубл. 10.02.2008), который представляет собой композицию на основе полиамида 6-блочного конструкционного и антифрикционного назначения с модифицирующей его углеродной добавкой. В качестве углеродной добавки используются либо фуллерены С₆₀, либо С₇₀, либо их смесь, с содержанием углеродной добавки 0.0001÷1.5 мас.%, либо фуллереновая сажа, содержание которой составляет 0,01÷3,0 мас.%. Композиция на основе полиамида 6-блочного предназначена для замены обычного полиамида 6-блочного в областях его применения.Closest to the claimed invention by its technical nature (prototype) is a polyamide composite material (options) (RF Patent No. 2316571; publ. 02/10/2008), which is a composition based on polyamide 6-block structural and antifriction purpose with a carbon additive modifying it . Either C ₆₀ or C ₇₀ fullerenes, or a mixture thereof with a carbon additive content of 0.0001 ÷ 1.5 wt.%, Or fullerene soot, the content of which is 0.01 ÷ 3.0 wt.%, Are used as a carbon additive. The composition based on 6-block polyamide is intended to replace conventional 6-block polyamide in its fields of application.

Основными недостатками композиций на основе полиамида 6-блочного модифицированного углеродными добавками с фуллереновым наполнением являются:The main disadvantages of compositions based on polyamide 6-block modified with carbon additives with fullerene filling are:

- недостаточное улучшение механических характеристик, включая прочность на сжатие и разрыв, модуль Юнга, удлинение на разрыв, эластичность;- insufficient improvement of mechanical characteristics, including compressive and tensile strength, Young's modulus, tensile elongation, elasticity;

- выбранный метод синтеза композиционного материала (анионная полимеризация в присутствии натрия и толуидиндиизоцианата) не обеспечивает стабильности фуллеренов в условиях полимеризации и как результат, фуллерены химически изменяются в процессе синтеза. В результате набор ценных физико-химических характеристик фуллеренов не удается сохранить в конечном продукте.- the selected method for the synthesis of composite material (anionic polymerization in the presence of sodium and toluidinediisocyanate) does not ensure the stability of fullerenes under polymerization conditions and, as a result, fullerenes chemically change during the synthesis. As a result, a set of valuable physicochemical characteristics of fullerenes cannot be stored in the final product.

Задачей заявляемого технического решения является повышение механических характеристик материала, расширение температурного рабочего интервала для изделий из заявляемой композиции.The objective of the proposed technical solution is to increase the mechanical characteristics of the material, expanding the temperature working range for products from the claimed composition.

Поставленная задача решается в двух вариантах, обеспечивающих получение одного и того же результата и связанных между собой единым изобретательским замыслом.The problem is solved in two versions, providing the same result and interconnected by a single inventive concept.

По первому варианту в полиамидном композиционном материале, состоящем из матрицы полиамида и модифицирующей его углеродной добавки; в качестве углеродной добавки используется фуллерен С₆₀, или смесь фуллеренов С₆₀, С₇₀, а в качестве матрицы полиамида используется матрица полиамида 12-блочного при следующем соотношении компонентов, мас.%:According to the first embodiment, in a polyamide composite material consisting of a matrix of polyamide and a carbon additive modifying it; fullerene C ₆₀ , or a mixture of fullerenes C ₆₀ , C ₇₀ , is used as a carbon additive, and a 12-block polyamide matrix is used as a polyamide matrix in the following ratio of components, wt.%:

фуллерен С₆₀, или смесь фуллеренов С₆₀, С₇₀ fullerene C ₆₀ , or a mixture of fullerenes C ₆₀ , C ₇₀ 0.001-1.0,0.001-1.0, полиамид 12-блочный12-block polyamide остальное до 100.the rest is up to 100.

По второму варианту в полиамидном композиционном материале, состоящем из матрицы полиамида и модифицирующей его углеродной добавки; в качестве углеродной добавки используется фуллереновая сажа с содержанием в ней фуллеренов от 3 до 16 мас.%, а в качестве матрицы полиамида используется матрица полиамида 12-блочного при следующем соотношении компонентов, мас.%:In a second embodiment, in a polyamide composite material consisting of a matrix of polyamide and a carbon additive modifying it; fullerene soot with a fullerene content of 3 to 16 wt.% is used as a carbon additive, and a 12-block polyamide matrix is used as a polyamide matrix in the following ratio of components, wt.%:

Фуллереновая сажаFullerene soot 0.01-1.0,0.01-1.0, полиамид 12-блочный12-block polyamide остальное до 100.the rest is up to 100.

При этом улучшение механических характеристик достигается при использовании первого типа углеродной добавки (примерно в 10 раз), тогда как второй тип углеродной добавки обеспечивает больший рост пластичности композиции. Для улучшения температурных характеристик использование обеих модифицирующих добавок равнозначно.Moreover, the improvement of mechanical characteristics is achieved using the first type of carbon additive (about 10 times), while the second type of carbon additive provides a greater increase in the ductility of the composition. To improve the temperature characteristics, the use of both modifying additives is equivalent.

Сущность изобретения состоит в следующем. Фуллерен С₆₀ растворим в матрице полиамида 12-блочного. В то же время фуллереновая сажа и фуллерен С₇₀ не растворимы в этой матрице. Для действия комбинированных наполнителей при наполнении кристаллизующихся полимеров известна следующая закономерность. В том случае, когда полимер усиливается комбинированным наполнителем, максимальный эффект наблюдается для случая, когда один компонент слабо диспергирован в полимерной матрице, образует значительные агрегаты, а степень дисперсности другого велика. При этом высокодисперсный наполнитель способствует кристаллизации полимеров с образованием мелких сферолитов и повышает степень кристалличности полимеров. Кроме того, высокодисперсный наполнитель концентрируется в межфазных областях и таким образом влияет на структуру и морфологию кристаллического полимера на самых разных уровнях его организации, приводит к изменениям в размерах, форме, типе распределения надмолекулярных структур. Частицы низкодисперсного наполнителя концентрируются в аморфных областях. Поскольку наполнитель имеет тенденцию скапливаться именно в менее упорядоченных областях, действие наполнителя на свойства кристаллизующегося полимера, связанное с его влиянием на аморфную часть, может быть достигнуто при гораздо меньших концентрациях наполнителя, чем в случае его введения в аморфный полимер. Это же может быть одной из причин роста прочностных характеристик наполненных кристаллических полимеров при малых концентрациях наполнителя. Этот случай наблюдается для смеси фуллеренов С₆₀, С₇₀, так как фуллерен С₆₀ растворен в полимерной матрице, а фуллерен С₇₀ - нет. С этим же эффектом связан рост механических характеристик полимерных композитов, усиленных фуллереновой сажей, так как входящий в ее состав фуллерен С₆₀ растворяется в полимерной матрице, а остальные компоненты - нет.The invention consists in the following. Fullerene C _{60 is} soluble in a 12-block polyamide matrix. At the same time, fullerene soot and C ₇₀ fullerene are insoluble in this matrix. The following regularity is known for the action of combined fillers in filling crystallizable polymers. In the case when the polymer is enhanced by a combined filler, the maximum effect is observed for the case when one component is weakly dispersed in the polymer matrix, forms significant aggregates, and the degree of dispersion of the other is large. In this highly dispersed filler promotes the crystallization of polymers with the formation of small spherulites and increases the degree of crystallinity of the polymers. In addition, the finely dispersed filler is concentrated in the interfacial regions and thus affects the structure and morphology of the crystalline polymer at various levels of its organization, and leads to changes in the size, shape, and type of distribution of supramolecular structures. Particulate filler particles are concentrated in amorphous regions. Since the filler tends to accumulate in less orderly regions, the effect of the filler on the properties of the crystallizing polymer, due to its effect on the amorphous part, can be achieved at much lower concentrations of the filler than if it is introduced into an amorphous polymer. This may be one of the reasons for the increase in the strength characteristics of filled crystalline polymers at low concentrations of filler. This case is observed for a mixture of C ₆₀ , C ₇₀ fullerenes, since C ₆₀ fullerene is dissolved in the polymer matrix, but C ₇₀ fullerene is not. The same effect is associated with an increase in the mechanical characteristics of polymer composites reinforced with fullerene soot, since the C ₆₀ fullerene in its composition dissolves in the polymer matrix, while the remaining components do not.

Изобретение поясняется графиками, на которых приведено изменение модуля Юнга композиции в зависимости от доли внесенной углеродной добавки.The invention is illustrated by graphs, which shows the change in the Young's modulus of the composition depending on the proportion of the carbon additive.

Фиг.1. Зависимость величины модуля Юнга, определенного методом сжатия, от количества введенных в полиамид 12-блочный фуллеренов С₆₀ (1), смеси фуллеренов С₆₀, С₇₀ (2).Figure 1. The dependence of Young's modulus, a specific compression method, on the amount of fullerenes block 12 entered in the polyamide C ₆₀ (1), fullerene mixture _of C _60, C ₇₀ (2).

Фиг.2. Зависимость величины модуля Юнга, определенного методом сжатия, от количества введенной в полиамид 12-блочный фуллереновой сажи.Figure 2. Dependence of the Young's modulus determined by the compression method on the amount of 12-block fullerene soot introduced into the polyamide.

Фиг.3. Температурный режим синтеза полимерных композиций на основе модифицированного полиамида 12-блочного.Figure 3. The temperature regime for the synthesis of polymer compositions based on a modified 12-block polyamide.

Описание технологии синтеза композиций на основе полиамида 12-блочного, модифицированного фуллереновыми наполнителями.Description of the technology for the synthesis of compositions based on 12-block polyamide modified with fullerene fillers.

Исследовано три вида фуллереновых наполнителей:Three types of fullerene fillers were investigated:

- индивидуальный фуллерен С₆₀ (чистота 99.9%),- individual fullerene C ₆₀ (purity 99.9%),

- смесь фуллеренов С₆₀, С₇₀ (68% фуллерена С₆₀, 30% фуллерена С₇₀ по весу, сумма высших фуллеренов около 2%),- a mixture of fullerenes C ₆₀ , C ₇₀ (68% of fullerene C ₆₀ , 30% of fullerene C ₇₀ by weight, the sum of higher fullerenes is about 2%),

- фуллереновая сажа.- fullerene soot.

Фуллереновая сажа является основным сырьем для получения фуллеренов и представляет собой ультрадисперсный углерод - продукт электродугового сжигания графитовых электродов в атмосфере инертного газа со средним размером частиц 0.5-1.0 мкм. Фуллереновая сажа является продуктом экстракции фуллеренов С₆₀ и С₇₀ (с небольшой, до 2 мас.% примесью высших фуллеренов - С₇₆, С₇₈, C₈₄, C₉₀ …).Fullerene soot is the main raw material for producing fullerenes and is ultrafine carbon - the product of electric arc burning of graphite electrodes in an inert gas atmosphere with an average particle size of 0.5-1.0 microns. Fullerene soot is a product of extraction of fullerenes C ₆₀ and C ₇₀ (with a small, up to 2 wt.% Admixture of higher fullerenes - C ₇₆ , C ₇₈ , C ₈₄ , C ₉₀ ...).

Исходное сырье для композиции - лаурилактам - предоставлено в виде крупных плоских гранул с диаметром до 15 мм и толщиной до 3 мм. Во время измельчения одновременно смешивают лауролактам со стеариновой кислотой в пропорции 69.4/1, что соответствует заданному соотношению исходных реагентов 98,5% к 1.42%. Измельчение проводится до состояния порошка с размером частиц менее 0.2 мм. Оба модификатора предоставлены в виде порошков. Сначала готовятся навески смеси лауролактама и стеариновой кислоты (8 навесок по 30 г). Расчетное количество добавок для приготовления материалов с заданными концентрациями 0.006 г, 0.012 г, 0.018 г и 0.024 г соответственно. Взвешивание фуллеренов производится на аналитических весах с точностью измерения до 0.00005 г. Навески модификатора помещаются в пластмассовые стаканы с реакционной смесью и тщательно перемешиваются. Процесс полимеризации проводится с различной скоростью нагревания термошкафа и продолжительностью от 2 до 12 часов.The starting material for the composition, laurylactam, is provided in the form of large flat granules with a diameter of up to 15 mm and a thickness of up to 3 mm. During grinding, laurolactam is simultaneously mixed with stearic acid in a ratio of 69.4 / 1, which corresponds to a predetermined ratio of the starting reagents 98.5% to 1.42%. Grinding is carried out to a powder with a particle size of less than 0.2 mm. Both modifiers are provided as powders. First, weighed portions of a mixture of laurolactam and stearic acid (8 weigheds of 30 g each). The estimated amount of additives for the preparation of materials with specified concentrations of 0.006 g, 0.012 g, 0.018 g and 0.024 g, respectively. Weighing of fullerenes is carried out on an analytical balance with an accuracy of up to 0.00005 g. Samples of the modifier are placed in plastic glasses with the reaction mixture and mixed thoroughly. The polymerization process is carried out with different heating rates of the heating cabinet and lasting from 2 to 12 hours.

В результате синтезированы компактные образцы полимерных композиций весом 30-50 г, модифицированные:As a result, compact samples of polymer compositions weighing 30-50 g, modified:

- индивидуальным фуллереном С₆₀ (чистота 99,9%) с содержанием в образцах от 0,001 до 1,0 мас.%,- individual fullerene C ₆₀ (purity 99.9%) with a content in the samples from 0.001 to 1.0 wt.%,

- смесью фуллеренов С₆₀, С₇₀ (68% фуллерена С₆₀, 30% фуллерена С₇₀ по весу, сумма высших фуллеренов около 2%) с содержанием в образцах от 0,001 до 1,0 мас.%,- a mixture of C ₆₀ , C ₇₀ fullerenes (68% C ₆₀ fullerene, 30% C ₇₀ fullerene by weight, the sum of higher fullerenes about 2%) with a content in the samples from 0.001 to 1.0 wt.%,

- фуллереновой сажей с ее содержанием в образцах от 0,01 до 5 мас.%.- fullerene soot with its content in the samples from 0.01 to 5 wt.%.

В результате были получены визуально однородные образцы либо оранжевого цвета (модифицированные индивидуальным фуллереном С₆₀), либо коричневого цвета (модифицированные смесью фуллеренов С₆₀/С₇₀), либо черного цвета (модифицированные фуллереновой сажей).As a result, visually homogeneous samples were obtained either of orange color (modified by individual C ₆₀ fullerene), brown (modified by C ₆₀ / C ₇₀ fullerene mixture), or black (modified by fullerene soot).

Испытания образцов модифицированных полимерных композиций проводились в соответствии с ГОСТами, принятыми для полимерных материалов класса полиамидов, к которым относится немодифицированный полиамид 12-блочный.Tests of samples of modified polymer compositions were carried out in accordance with GOSTs adopted for polymeric materials of the polyamide class, which include unmodified 12-block polyamide.

В табл.1 приведены результаты испытаний предела прочности при сжатии, модуля Юнга, эластичности для немодифицированного полиамида 12-блочного и модифицированных композиций при различном составе.Table 1 shows the results of testing the compressive strength, Young's modulus, elasticity for unmodified 12-block polyamide and modified compositions with different compositions.

Таблица 1Table 1 МодификаторModifier Содержание модификатора, мас.%The content of the modifier, wt.% Е, МПа (определен методом сжатия)E, MPa (determined by compression method) Е, ГПа (получен на УЗ-установке)E, GPa (obtained on an ultrasonic installation) σ_р, МПаσ _p , MPa ε_p, %ε _p ,%   -- 846±70846 ± 70 2,42±0,192.42 ± 0.19 67±567 ± 5 16±116 ± 1 С₆₀ S ₆₀ 0,020.02 1007±431007 ± 43 2,61±0,062.61 ± 0.06 72±572 ± 5 20±220 ± 2   0,040.04 978±92978 ± 92 2,96±0,082.96 ± 0.08 69±569 ± 5 17±117 ± 1   0,060.06 998±71998 ± 71 2,84±0,122.84 ± 0.12 71±671 ± 6 22±222 ± 2   0,080.08 1035±791035 ± 79 2,48±0,062.48 ± 0.06 68±468 ± 4 28±228 ± 2 С₆₀-С₇₀ C ₆₀ - C ₇₀ 0,020.02 1087±191087 ± 19 3,44±0,133.44 ± 0.13 84±584 ± 5 32±232 ± 2   0,040.04 1012±451012 ± 45 3,30±0,183.30 ± 0.18 75±575 ± 5 19±119 ± 1   0,060.06 820±38820 ± 38 3,51±0,143.51 ± 0.14 110±5110 ± 5 30±230 ± 2   0,080.08 1081±651081 ± 65 3,41±0,163.41 ± 0.16 9696 23±323 ± 3 Фуллереновая сажаFullerene soot 0,10.1 725±78725 ± 78 2,98±0,072.98 ± 0.07 85±1585 ± 15 42±242 ± 2   0,20.2 899±92899 ± 92 3,07±0,133.07 ± 0.13 110110 33±233 ± 2   0,50.5 1007±261007 ± 26 2,65±0,212.65 ± 0.21 66±266 ± 2 20±120 ± 1

На графиках приведено изменение модуля Юнга композиций в зависимости от их состава.The graphs show the change in the Young's modulus of the compositions depending on their composition.

Из таблицы и графиков видно, что добавка фуллереновых наполнителей, осуществленная в соответствии с заявляемым изобретением, приводит:From the table and graphs it is seen that the addition of fullerene fillers, carried out in accordance with the claimed invention, leads to:

- к увеличению прочности и эластичности на 30-50%. Этот эффект аналогичен введению стекловолокна, однако, в отличие от введения стекловолокна, содержание фуллеренового модификатора меньше в 10-1000 раз. Кроме того, введение фуллеренового модификатора не сказывается на плотности образца,- to increase strength and elasticity by 30-50%. This effect is similar to the introduction of fiberglass, however, in contrast to the introduction of fiberglass, the content of fullerene modifier is 10-1000 times less. In addition, the introduction of a fullerene modifier does not affect the density of the sample,

- к увеличению температуры размягчения, плавления и начала термодеструкции на 10-15°С.- to increase the temperature of softening, melting and the beginning of thermal degradation by 10-15 ° C.

При этом такие характеристики, как плотность и влагопоглощение, остаются практически неизменными.At the same time, such characteristics as density and moisture absorption remain almost unchanged.

Claims (2)

1. Полиамидный композиционный материал, модифицированный фуллереновыми наполнителями, состоящий из матрицы полиамида и модифицирующей его углеродной добавки, причем в качестве углеродной добавки используется фуллерен С₆₀ или смесь фуллеренов С₆₀, С₇₀, отличающийся тем, что в качестве матрицы полиамида используется матрица полиамида 12-блочного при следующем соотношении компонентов, мас.%:
фуллерен С₆₀ или смесь фуллеренов С₆₀, C₇₀ 0,001-1,0 полиамид 12-блочный остальное до 100 1. Polyamide composite material modified with fullerene fillers, consisting of a matrix of polyamide and a carbon additive modifying it, wherein the carbon additive is C ₆₀ fullerene or a mixture of C ₆₀ , C ₇₀ fullerenes, characterized in that the polyamide matrix 12 is used -block in the following ratio of components, wt.%:
fullerene C ₆₀ or a mixture of fullerenes C ₆₀ , C ₇₀ 0.001-1.0 12-block polyamide the rest is up to 100 2. Полиамидный композиционный материал, модифицированный фуллереновыми наполнителями, состоящий из матрицы полиамида и модифицирующей его углеродной добавки, причем в качестве углеродной добавки используется фуллереновая сажа с содержанием в ней фуллеренов от 3 до 16 мас.%, отличающийся тем, что в качестве матрицы полиамида используется матрица полиамида 12-блочного при следующем соотношении компонентов, мас.%:
фуллереновая сажа 0,01-1,0 полиамид 12-блочный остальное до 100 2. Polyamide composite material modified with fullerene fillers, consisting of a matrix of polyamide and a carbon additive modifying it, wherein fullerene carbon black with a content of fullerenes from 3 to 16 wt.%, Characterized in that the polyamide is used as a carbon additive, is used a 12-block polyamide matrix in the following ratio of components, wt.%:
fullerene soot 0.01-1.0 12-block polyamide the rest is up to 100

Images