В ПВХ-компаундах все принято считать по массовым частям. Для работающих с термопластами, в частности, полиолефинами это необычно. Да, вообще это необычно (точнее, непривычно), т.к. другие полимерные композиты считают не на части, а на проценты, именно на массовые проценты. К чему я это все говорю, да к тому, что давно известно: содержание наполнителя в термопласте достигает 20%. А что после 20%? После этого содержания все показатели заваливаются вниз. Механика, теплофизика. Заваливаться они могут и до 20%, все зависит от матрицы и самого наполнителя. Но общепринято считать, что до 20% работоспособность изделий из композитов с таким наполнением все еще удовлетворительная. Теперь обратим внимание на ПВХ. Здесь содержание мела (речь пойдет о среднестатистических композитах) от 20 до 50 массовых частей. Пересчитаем на проценты. Учитывая 100 частей ПВХ и, грубо говоря, 10 частей аддитивов (чтоб считать было удобнее) имеем цифры: 15-30%, что-то около того. Все укладывается в общепринятую схему. Причем 50 частей мела (то есть, 30%) - это уже не такой прочный, высококачественный профиль. 

Многие зададут вопрос, который часто задавали уже себе, а может и кому-то еще: а как повысить содержание наполнителя не теряя прочности? А никак. Введение в композит дисперсного наполнителя - это, в общем виде - кривая идущая снизу вверх, имеющая точку перегиба, после которой она неуклонно движется уже вниз. Точка перегиба - та концентрация наполнителя, которая повышает эксплуатационные характеристики композита, а точнее выводит их на максимум. Как правило это где-то 5%. Дальше все идет вниз, вначале плавно, потом все резче и резче вниз. Таким образом с повышением наполнителя после оптимальной его концентрации прочность идет вниз. Но, вопрос, насколько круто? Если ничего не предпринимать, то достаточно круто, а если... 

Есть ряд книг, серьезных монографий, многотомников, где речь идет об адгезионной прочности на границе раздела фаз полимер-наполнитель. Ответ на часто задаваемый вопрос (тот, что озвучен сверху) в них. К сожалению, те кто такие вопросы задает книг не читает, по крайней мере таких. 

Есть ряд предпосылок того, что с повышением содержания наполнителя прочность падает. Озвучим их тезисно, дабы не напрягать читателей излишней наукоемкостью:

1. Термодинамическая совместимость полимер-наполнитель.

2. Смачивание поверхности наполнителя полимером при смешении.

3. Адгезионная прочность композиции на поверхности раздела.

Термодинамическая совместимость диктуется природой. Как уже было сказано в одной из статей на этом сайте. ПВХ -продукт органический, а мел минерал, хотя химически осажденный мел имеет активную поверхность, способную образовывать какие-то связи с ПВХ. Смачивание, с повышением концентрации мела становится все хуже и хуже, а это приводит к нарушению целостности композита, снижению прочности на поверхности раздела, которая и без того не так высока по сравнению с когезионной прочностью матрицы.

Повысить степень наполнения и сделать спад на кривой зависимости прочность-концентрация менее крутым можно повысив адгезию мела к ПВХ, то есть упрочнив связь на границе раздела фаз. Идеальный вариант - обработать мел аппретами. Да только кто ж будет мел обрабатывать? И где взять эти аппреты? Как вариант - ввести в состав рецептуры модификатор адгезии. Это на так эффективно, как обработка чисто мела, но тем не менее... технологично и ... в принципе эффективно.

У нас есть такой модификатор. По предварительным испытаниям достаточно 1 массовой части такого модификатора и содержание мела в ПВХ можно довести до 50%. А пока мы готовим вторую часть этой статьи подсчитайте: сколько это будет в массовых частях:)