Самоармирование за счет формирования 1D-наноструктур при смешении расплавов термопластов и термопластичных эластомеров с нанофазно-разделенными реакторными восковыми смесями UHMWPE/HDPE

Добавление неорганических наполнителей, таких как стеклянные или углеродные волокна, широко применяется для армирования конструкционных термопластов и расширения области их использования в легких конструкциях. Несмотря на очевидные преимущества традиционных полимерных композитов, стремление к устойчивому развитию и циркулярной экономике стимулирует разработку перерабатываемых полностью полимерных композитов с низким углеродным следом. Смешение в расплаве промышленного полиэтилена высокой плотности (HDPE) с реакторными смесями (RB), содержащими нанофазно-разделенный сверхвысокомолекулярный полиэтилен (UHMWPE), существенно улучшило баланс вязкости, жесткости и прочности полиэтилена (PE). В процессе переработки обусловленное течением формирование одномерных (1D) наноструктур UHMWPE с вытянутыми цепями, подобных наноп волокнам, обеспечило эффективное армирование HDPE. В настоящей работе концепция самоармирования и формирования полностью полимерных композитов была расширена на другие термопласты и термопластичные эластомеры. Нанофазно-разделенные реакторные восковые смеси UHMWPE/HDPE с чрезвычайно широкой бимодальной молекулярно-массовой характеристикой использовали в качестве добавки при смешении в расплаве и литье под давлением изотактического полипропилена (iPP), олефиновых блок-сополимеров (OBC) и термопластичного иономера (Surlyn). Микроскопические исследования и оценка механических свойств подтвердили формирование in situ волокноподобных 1D-наноструктур UHMWPE, эффективно армирующих эти термопласты и термопластичные эластомеры. Полученные полностью полимерные композиты стали готовым к непосредственному внедрению решением для литья под давлением олефиновых термопластов, обеспечив беспрецедентные механические свойства благодаря синергии характеристик матричного материала с ультрапрочными 1D-наноструктурами UHMWPE.