Статья: Структура полиэтилена в ориентированных бикомпонентных смесях, отожженных выше точки его плавления

На поверхности ПП, как на гетерогенных зародышах, ПЭ эпитаксиально кристаллизуется. Процесс протекает таким образом, что ось "с" укладывается вдоль поверхности раздела между компонентами, а ось "а" - перпендикулярно данному направлению. Рост кристалла развивается от стенки к оси полости, причем фронт кристаллизации останавливается в результате столкновения с другим таким же фронтом, растущим в обратном направлении. Получающаяся при этом морфологическая картина напоминает "нитки бусинок", ориентированных вдоль оси растяжения. Структурные элементы такой нитки сплюснуты в направлении, перпендикулярном оси пленки-образца, а также в направлении оси растяжения. Резюмируя результаты исследования композиций K₁ , К₂ и К₃ , можно констатировать, что после отжига подобных систем выше Т_пл и последующего охлаждения наблюдается эпитаксиальная кристаллизация расплавленных частиц ПЭ на поверхности ориентированного ПП с образованием текстуры сложного характера.

Естественно выяснить, является ли описанный выше механизм универсальным, не зависящим от природы второго компонента. С этой целью аналогичные эксперименты проделаны на композициях К₄ и К₅ , в которых в качестве матрицы выступают ПЭТФ и ПС соответственно. Чтобы избежать дополнительных сложностей, связанных с наличием плоскостной текстуры в пленках, эти образцы исследовали в виде волокон.

Отметим, что при наличии повышенного взаимодействия между компонентами в системах К₄ и К₅ при нагревании выше Т_пл в изометрических условиях также зафиксировано структурное превращение ПЭ кристалл - мезофаза. Однако этот эффект выражен значительно слабее, чем в композициях ПЭ - ПП. Для системы К₁ это связано с низкими кратностями вытяжки, поскольку и ПЭТФ, и композицию на его основе не удается растянуть более чем в 5 раз. В системе К₅ роль матрицы выполняет аморфный полимер, находящийся при температурах отжига выше точки стеклования. Поскольку ПС находится в вязкотекучем состоянии, несмотря на относительно высокие кратности растяжения исходной композиции, эффект перехода едва удается зафиксировать в течение короткого промежутка времени при быстром нагревании выше Т_пл .

При охлаждении до 293 К систем К₄ и К₅ из состояния, в котором мезофаза еще наблюдалась, исходная С-текстура ПЭ частично восстанавливается, что связано с кристаллизацией расплава на сохранившихся в ориентированном состоянии небольшой доли распрямленных цепей ПЭ, как на зародышах. При нагревании выше температуры перехода мезофаза - изотропный расплав всего лишь на несколько градусов и последующем охлаждении возникает текстура (Рис.6), являющаяся промежуточной стадией структурной перестройки между А - и С-текстурами. Подобные явления встречаются на определенной стадии усадки при отжиге ориентированного ПЭ в свободных условиях вблизи Т_вл [ 15].

Рис.5. Электронно-микроскопический снимок (а) и схематическое изображение фрагмента структуры (б) композиции КЗ после отжига выше точки плавления ПЭ

Рис.6. Фоторентгенограммы композиций К4 (а) и К5 (б), отожженных при различных температурах выше точки плавления ПЭ, 293 К

Аналогичный эффект имеет место в зоне перехода изотропного образца в шейку при одноосном растяжении [15]. При значительном перегреве композиций К₄ и К₅ выше Т_ил наблюдается полная изотропизация ПЭ-компонента в системе.

Таким образом, текстура сложного характера, описанная выше, свойственна лишь системе ПЭ - ПП и определяется эпитаксиальным характером кристаллизации расплавленного ПЭ на поверхности ориентированного ПП. В композициях на основе ПЭТФ и ПС эпитаксия ПЭ отсутствует.

Список литературы

1. Попов В.П., Антипов Е.М., Купцов С.А., Кузьмин Н.И., Безрук Л.П., Френкель С.Я. // ActaPolymeries. 1985. V.36. № 3. P.131.

2. Купцов С.А., Антипов Е.М., Ремизова А.А., Попов В.П. // Коллоид, журн. 1984. Т.47. № 4. С.791.

3. Попов В.П., Купцов С.А., Антипов Е.М., Ремизова А.А. // Высокомолек. соед. Б. 1983. Т.25. № 10. С.723.

4. Антипов Е.М., Белоусов С.А., Годовский Ю.К. // Высокомолек. соед.А. 1989. Т.31. № 4. С.845.

5. Красникова Н.П., Котова Е.В., Кечекьян А. С, Борисенкова Е.К., Антипов Е.М., Купцов С.А., Пельцбауэр 3., Древаль В.Е. Ц Высокомолек. соед. А. 1988. Т.30. № 6. С.1279.

6. Антипов Е.М., Купцов С.А., Попов В.П., Павлов С.А. // Высокомолек. соед. Б., 1987. Т.29. № 6. С.466.

7. 7. Попов В.П., Неткач Л.А., Давыдова Л.А., Волошин И.А., Белозеров В.В. // Пласт, массы. 1977. № 9. С.69.

8. Antipov Е.М., Kuptsov S. A., Kulichikhin V. G., Tur D.В., Plate N.А. // Makromolek. Chem. 1988. Macromolec. Symp. 1989. V.26. P.69.

9. Kojima M., Satake H. J. // Polymer Sci. Polymer Phys. Ed. 1984. V.22. № 2. P.285.

10. Broza G., Bieck U., Kawaguchi A., Petermann J. Hi. Polymer Sci. Polymer Phys. Ed. 1985. V.23. № 3 P.2623.

11. Gross В., Petermann /. // J. Mater. Sci. 1984. V. 19. № 1. P.105.

12. Nishioy Y., Ya mane J., Takahashi T. // J. Macromolec. Sci. Phys. 1984. V.23. № 1. P.17.

13. Mencik Z., Plummer H. K., Van Oene H. // J. Polymer Sci. Polymer Phys. Ed. 1972. V.2. № 10. P.507.

14. Герасимов В. II. Дис... канд. хим. наук. М.: ИНЭОС АН СССР, 1969.183 с.