Исследование свойств сажи и композиционных материалов на основе ПВС и ПАН, наполненных сажей

Е.Д. Туркунова, студент 4 курса

Руководители: А.Ю. Кузнецов; Е.В. Саклакова

ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна»

E-mail: [email protected]

Технический углерод (ТУ, сажа) – высокодисперсный углеродистый материал, который образуется при неполном сгорании или термическом разложении углеводородов, содержащихся в природных или промышленных газах, а также в жидких продуктах нефтяного или каменноугольного происхождения. Сажу добавляются в полимеры для улучшения механических свойств; световой защиты; окрашивания; повышения тепло- и электропроводимости.

Использована сажа марки ТУ-514. Изучены её свойства: удельное объемное электрическое сопротивление = 1452 мОм·см при m = 1 г, = 368 мОм·см при m = 1,5 г, = 149 мОм·см при m = 2 г; рН 5,8; насыпная масса 0,27 г/см³; объем сорбционного пространства по парам толуола − 0,045 см³/г; влажность – 1,8 %. Сажа является электропроводящим материалом; она не оседает в воде и может использоваться в качестве сорбента.

Получены композиционные материалы (КМ) на основе полиакрилонитрила (ПАН) и поливинилового спирта (ПВС), наполненные сажей и изучены их свойства. Пленка на основе ПАН со степенью наполнения 1,5 % имеет среднюю толщину 0,19 мм; пленка на основе ПАН со степенью наполнения 12 % имеет среднюю толщину 0,18 мм; пленка на основе ПВС со степенью наполнения 12 % имеет среднюю толщину 0,10 мм. Полученные пленки равномерно наполненные, однако, при данной степени наполнения электропроводность пленок низкая.

Проведены исследования по изучению сорбционных свойств сажи по отношению к смазочному маслу СПИРАКС 6х80w-90 и вазелиновому маслу. Сорбционную емкость сажи для смазочного масла составила 2,29 г/г и вазелинового масла 2,38 г/г. Проведена адсорбция смазочного масла пленкой ПАН (степень наполнения 12 %), сорбционная емкость составила СЕ = 2,11 г/г.

На основании полученных результатов можно сделать вывод, что при получении токопроводящих пленок степень наполнения сажей должна превышать 12 %, однако при этой концентрации сажи в композите на основе ПАН и ПВС можно получать тонкие сорбционно активные пленки, годные для сорбции органических маслянистых веществ.