ПОЛІМЕРНІ КОМПОЗИТИ З ЧЕРВОНИМ ШЛАМОМ: СТРУКТУРА ТА ВЛАСТИВОСТІ

Анотація

У цій статті досліджено вплив типу полімерного зв’язуючого та концентрації червоного шламу (ЧШ) на пористу структуру, сорбційні характеристики та механічні властивості полімерних композитів. Як зв’язуючі використано два типи полімерів: Latex 2012 з розміром частинок 140 нм та Policril 590 з розміром частинок 200 нм. Встановлено, що розмір частинок полімеру значно впливає на взаємодію між наповнювачем і матрицею, а також на структурні характеристики композитів. Композити на основі Latex 2012 демонструють вищу загальну пористість і сорбційну здатність завдяки меншому розміру частинок полімеру, що забезпечує кращий доступ до пор і збереження мезопористої структури. У цих композитах максимальний модуль пружності досягає 93,5 МПа при концентрації ЧШ 85 мас.%, що робить матеріал перспективним для застосувань, де потрібні висока жорсткість і сорбційні характеристики, наприклад, у фільтраційних і каталітичних системах. На відміну від них, композити на основі Policril 590 мають нижчий модуль пружності та меншу загальну пористість. Це пояснюється більшим розміром частинок полімеру, що сприяє формуванню щільнішої структури навколо частинок ЧШ і частковому блокуванню пор. Максимальне значення модуля пружності для цієї системи становить лише 13,3 МПа при 90 мас.% ЧШ, що вказує на обмежену жорсткість, але водночас підвищену щільність структури. Оптичний аналіз підтвердив структурні зміни зі збільшенням концентрації ЧШ, зокрема збільшення загальної та відкритої пористості, яка стає менш вираженою на макрорівні через утворення дрібних мікропор. Аналіз ізотерм адсорбції азоту показав мезопористий характер композитів. Отримані результати свідчать про значний потенціал регулювання пористості та механічних властивостей композитів через вибір типу полімерної матриці та концентрації наповнювача, що дозволяє адаптувати матеріали для конкретних промислових потреб.