Compositions of Arylalicyclic Copolyimide with Alkylated Monthmorillonite

Abstract

У роботі наведено результати досліджень з отримання та вивчення властивостей композиційних матеріалів на основі композицій арилаліциклічного кополііміду й алкільованого монтморилоніту (АММ), модифікованого полі-етиленгліколем, для підвищення спорідненості природного мінералу до полімерної матриці. Встановлено, що підвищення сумісності компонентів композиції відбувається завдяки додаванню до розчину кополііміду попередньо приготованої суміші алкільованого монтморилоніту в 5 %- та 2 %-ному розчині поліетиленгліколю в метилпіролідоні. На основі ІЧ-спектроскопії отриманих сумішей і літературних даних зроблено припущення щодо певного механізм формування композиції. Визначено сполуки кополіімідних композицій з модифікованим монтморилонітом. Встановлено, що загальний вміст алкільованого монтморилоніту та поліетиленгліколю не повинен перевищувати 12,5 мас. % у разі кополііміду – 1 мас. %, а у випадку кополііміду-2 – 4 мас. %. Знайдено оптимальні умови отримання на їхній основі прозорих композитних плівок з гладкою поверхнею методом механічного змішування. Визначено їхні основні термодеструктивні та механічні властивості. Показано, що матеріали мають високі термодеструктивні та міцнісні властивості: температура початку розкладу становить 409-421°С, а міцність на розрив лежить у межах 140-168 МПа. Найкращі термодеструктивні властивості та міцність на розрив мають плівки, отримані з потрійних сумішей вихідного складу 87,5 SPI1 + 7 PEG + 5,5 AMM та 97 SPI2 + 2 PEG + 1 AMM, при цьому еластичність матеріалу залишилася на прийнятному рівні.

The results of studies on the preparation and study of the properties of composite materials based on compositions of arylalicyclic copolyimide and alkylated montmorillonite (AMM) modified with polyethylene glycol to increase the affinity of a natural mineral to polymer matrix are presented in the work. It was found that an increase in the compatibility of composition’s components is due to the addition to copolyimide solution of previously prepared mixture of alkylated montmorillonite in 5 % and 2 % polyethylene glycol solution in methylpyrrolidone. Based on IR-spectroscopy of the obtained mixtures and literature data, an assumption about specified composition mechanism was made. Compounds of copolyimide compositions with modified montmorillonite were determined. Found that the total content of alkylated montmorillonite and polyethylene glycol should not exceed 12.5 wt. % in the case of copolyimide – 1 wt. % and in case of copolyimide-2 – 4 wt. %. The optimal conditions for obtaining on their basis transparent composite films with a smooth surface by a mechanical mixing method are found. Their basic thermodestructive and mechanical properties were determined. It was shown that the materials have high thermodestructive and strength properties: the temperature of decomposition onset is 409-421°C, the tensile strength is in the range of 140-168 MPa. The best thermodestructive properties and tensile strength are possessed by films obtained from ternary mixtures of the initial composition 87.5 SPI1 + 7 PEG + 5.5 AMM and 97 SPI2 + 2 PEG + 1 AMM, while the elasticity of the material remained at an acceptable level.