ケーブル産業のためのコーティング材料としての緑の高度に粘土充填ポリエチレン複合材料-高分子材料における非有機フィル化天然モンモリロナイトの新しい応用ルート

Green Highly Clay-Filled Polyethylene Composites as Coating Materials for Cable Industry-A New Application Route of Non-Organophilised Natural Montmorillonites in Polymeric Materials.

• Stanisław Wysocki
• Krzysztof Kowalczyk
• Sandra Paszkiewicz
• Paweł Figiel
• Elżbieta Piesowicz

抄録

難燃性で比較的ケーブル被覆材料を開発するために、ポリエチレン(PE)を、EBA(エチレン-ブチルアクリレート共重合体)、EVA(エチレン-酢酸ビニル共重合体)、またはmEVA(無水マレイン酸で修飾されたEVA)中に予め分散させた天然カルシウムモンモリロナイト(C-Ca)の5、7.5、または10wt.%と溶融ブレンドした。比較のために、有機フィル化モンモリロナイト（CW9）が試験された。EBA/C-Ca、EVA/C-Ca、およびmEVA/CW9を含む複合材料の主な研究では、両方の粘土がマトリックス中で完全に剥離していないことが明らかになりましたが、C-Ca（7.5 wt.%）は、限定酸素指数（LOI）を18％O（PE）から22.0％Oまで著しく増加させました。充填剤は、硬度に影響を与えませんでしたが、目を見張るように圧縮成形されたサンプルのヤング率を増加させた（破断値で引張強度と伸びが減少した）。マトリックスの熱的特徴は、予測できないほど粘土によって変更されませんでした。一般的に、すべての試験では、化学的に未処理の天然のC-Caで充填されたPEは、アンモニウム塩修飾モンモリロナイトを含む材料と同等またはより良い機械的および熱的特徴に達していることが明らかになった。

In order to develop flame retardant and relatively cable coating materials, polyethylene (PE) was melt blended with 5, 7.5, or 10 wt. % of a natural calcium montmorillonite (C-Ca) pre-dispersed in EBA (ethylene-butyl acrylate copolymer), EVA (ethylene-vinyl acetate copolymer), or mEVA (EVA modified with maleic anhydride). For comparison, an organophilised montmorillonite (CW9) was tested. The main study of composites containing EBA/C-Ca, EVA/C-Ca, and mEVA/CW9 pre-dispersions revealed that both clays were not fully exfoliated in the matrix, however, C-Ca (7.5 wt. %) markedly increased limited oxygen index (LOI) from 18% O (PE) up to 22.0% O. An insignificantly higher LOI value (22.2% O) was noted for a sample with 10 wt. % of CW9. The fillers did not affect hardness, but spectacularly increased Young's modulus of the compression-moulded samples (tensile strength and elongation at break values were reduced). Thermal features of the matrix were not unpredictably changed by the clays. Generally, all the tests revealed that PE filled with the chemically untreated natural C-Ca reached similar or better mechanical and thermal features than materials containing the ammonium salt-modified montmorillonite.