СУЧАСНІ ПІДХОДИ ДО ПІДВИЩЕННЯ ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ ХАРАКТЕРИСТИК АГЛОМЕРАТІВ З ВІДХОДІВ ПОЛІАМІДІВ

Автор(и)

  • В. В. Пурис Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Україна
  • В. В. Лебедєв Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Україна

DOI:

https://doi.org/10.20998/2078-5364.2025.3.14

Ключові слова:

відходи, поліаміди, агломерат, підвищення, характеристик, міцність, методи

Анотація

Мета статті – аналіз сучасних підходів до підвищення експлуатаційних характеристик агломератів з відходів ПА6 при модифікації функціональними наповнювачами та мастербатчами. Показано, що сучасний період розвитку полімерного матеріалознавства характеризується підвищеним науковим і комерційним інтересом до сумішевих матеріалів на основі відходів ПА6 внаслідок практично необмежених можливостей швидкого та економічно вигідного розширення їх асортименту під конкретне застосування. Доведено, що агломерація є однією з перспективних технологій переробки поліамідних відходів, яка дозволяє відновити або навіть покращити деякі властивості матеріалу. Проте, більшість агломератів, одержаних з відходів ПА6, демонструють знижені властивості порівняно з первинним полімером: погіршення міцності, зниження молекулярної маси, підвищену гігроскопічність, неоднорідну морфологію. Це обмежує сфери застосування повторно переробленого матеріалу. В рамках огляду показано, що агломерати з відходів ПА6 демонструють значне зниження властивостей при повторній переробці, однак ці властивості можуть бути ефективно компенсовані за допомогою армування, введення компабілізаторів або біоінсперована модифікація. Найкращі результати з методов модифікаці агломератів ПА6 досягнуто при використанні коротких вуглецевих волокон з компабілізаторами, натуральних волокон для екологічно чистих композитів, нанодобавок і реактивних сумішей для стабілізації фаз та біоінспірованих структур відкриваються перспективи для створення матеріалів із низькою варіативністю та стабільними експлуатаційними характеристиками. Розглянуто авторський метод модифікації агломерату відходів ПА6 гуміновими речовинами та мастербатчем. Встановлено, що найкращим є агломерат відходів ПА6 зі вмістом гумінових речовин на рівні 0,5 % мас. та мастербатчу MW-PA CB10 на рівні 2 % мас. Для цього складу ударна в'язкість становить 43,5 кДж/см2 та руйнівна напруга при вигині – 126,4 МПа. Саме такий склад агломерату ПА6 можна рекомендувати для повторного використання в традиційних галузях первинного поліаміду-6 для отримання інженерно-технічної продукції.

Біографії авторів

В. В. Пурис, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

Аспірант

В. В. Лебедєв, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

Доктор технічних наук, доцент

Посилання

Utracki L. A. History of commercial polymer alloys and blends (from perspective of the patent literature). Polym. Eng. Sci. 1995. Vol. 35, No. 2. P. 352–417.

Jurkowski B., Pesetskii S. S. Functionalized polylefins and aliphatic polyamide blends: interphase interactions, rheology, and high elastic properties of melts. Polyolefin Blends. New Jersey : Wiley and Sons Inc., Hoboken, 2008. Ch. 18. P. 527–555.

Sabu T., Groeninckx G. Reactive compatibilization of heterogeneous ethylene pro-pylene rubber (EPM)/nylon 6 blends by the addition of compatibiliser precursor EPM-g-MA. Polymer. 1999. Vol. 40. P. 5799–5819.

Kelar K. B., Jurkowski B. Preparation of functionalised low-density polyethylene by reactive extrusion and its blend with polyamide 6. Polymer. 2000. Vol. 41, No. 3. P. 1055–1062.

Oderkert Y., Groeninckx G. Morphology development by reactive compatibilization and dynamic vulcanization of nylon 6/EPDM blends with a high rubber fraction. Polymer. 2002. Vol. 43, No. 8. P. 2219–2228.

Domingo G. D., Souza A. M. C. PA6/PA66/talc composite: effect of reprocessing on the structure and properties. Journal of Applied Polymer Science. 2021. Vol. 139, No. 13. P. 51869.

Ergun N., Oksuz M., Ekinci A. Enhancing mechanical and thermal performance of recycled PA6/PP blends: chain extension and carbon fiber reinforcement synergy. Materials. 2025. Vol. 18. P. 1027.

Georgiou D., Sun D., Liu X., Athanasiou C.E. Suppressing mechanical property variability in recycled plastics via bio-inspired design. arXiv (Cornell University). 2025.

Cho B. G., Joshi S. R., Han J. H., Kim G. H., Park Y. B. Interphase strengthening of carbon fiber/polyamide 6 composites through mixture of sizing agent and reduced graphene oxide coating. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. 2021. Vol. 149. P. 106521.

Hermassi N., Ejday M., Grohens Y., Guermazi N., Corre Y-M. Investigation on mechanical, physico-chemical and thermal properties of recycled polyamide 6 reinforced with continuous glass fibers. Journal of Composite Materials. 2024. Vol. 59, No. 8. P. 1013–1034.

Keskin O. Y., Dalmis R., Balci Kilic G., Seki Y., Koktas S. Extraction and charac-terization of cellulosic fiber from Centaurea solstitialis for composites. Cellulose. 2020. Vol. 27. P. 9963–9974.

Liao Z., Hu Y., Shen Y., Chen K., Qiu C., Yang J., Yang L. Investigation into the reinforcement modification of natural plant fibers and the sustainable development of ther-moplastic natural plant fiber composites. Polymers. 2024. Vol. 16. P. 3568.

Hirçin B. Ş., Yörür H., Mengeloğlu F. Effects of filler type and content on the me-chanical, morphological, and thermal properties of waste casting polyamide 6 (W-PA6G)-based wood plastic composites. BioResources. 2020. Vol. 16, No. 1. P. 655–668.

Abdullah N., Abdan K., Lee C.H., Roslim M.H.M., Radzuan M.N., Shafi A.R. Thermal properties of wood flour reinforced polyamide 6 biocomposites by twin screw extru-sion. Physical Sciences Reviews. 2022. Vol. 8, No. 12. P. 5153–5164.

Yildirim R., Ullah M. S., Koçoğlu H., Ün M., Çakır N.Y., Demir G., Çetin D., Urtekin G., Özkoç G., Mert O., Kodal M. Effects of hybrid POSS nanoparticles on the proper-ties of thermoplastic elastomer-toughened polyamide 6. ACS Omega. 2023. Vol. 8, No. 49. P. 47034–47050.

Yu M., Wang M., Xu C., Zhong W., Wu H., Lei P., Huang Z., Fu R., Gucci F., Zhang D. Review of bioinspired composites for thermal energy storage: preparation, micro-structures and properties. J. Compos. Sci. 2025. Vol. 9. P. 41.

Perin D., Dorigato A., Pegoretti A. Thermoplastic self‐healing polymer blends for structural composites: development of polyamide 6 and cyclic olefinic copolymer blends. Journal of Applied Polymer Science. 2023. Vol. 140, No. 16.

Purys V., Lebedev V., Miroshnichenko D., Shestopalov O., Kariev A. Computer modeling of optimal chemical composition of modified polyamide waste agglomerate. Lec-ture Notes on Data Engineering and Communications Technologies. 2024. Vol. 221.

Lebedev V., Cherkashyna M., Sokolova A., Purys V. Research of modified poly-amide waste agglomerate: regulatory issues and technological features. Key Engineering Ma-terials. 2024. Vol. 988. P. 99–106.

Miroshnichenko D., Cherkashyna M., Sokolova A., Lebedev V., Purys V., Kariev A., Bogatyrenko S., Miroshnychenko M. Polyamide-polylactide-humic substances biocomposites hybrid modification sustainable development technology. Petroleum and Coal. 2024. – Vol. 66. P. 758–766.

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-12-04

Номер

Розділ

СИСТЕМИ УПРАВЛІННЯ ТА ОБРОБКИ ІНФОРМАЦІЇ