Технические решения для промышленности
Закрыть
Технические решения для промышленности
Технологии

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 18

12 октября 2020
Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 18

В этой части уделим внимание полипропилену, армированному стекловолокном, тем более что этот материал довольно популярен при изготовлении труб, предназначенных для горячего водоснабжения и даже отопления. Состав покрытия, используемого при производстве стекловолокна, очень важен для окончательных механических свойств армированного стекловолокном полипропилена (GR-PP). На эту тему имеется значительное количество исследований, которые в рамках нашего цикла подробно рассматривать нет возможности. Клей обычно включает окисленный полиолефин, полимерный пленкообразователь, органофункциональный силан и органическую кислоту. Обычно используется окисленный полиолефин Epolene E-43. Этот материал представляет собой малеинированный полипропилен с низким молекулярным весом. Тип используемого силана часто представляет собой аминосилан, такой как A1100, A1120 и A1130.

В одном из исследований использовалась одна из органических кислот как часть препарата, и предпочтительной органической кислотой является терефталевая кислота. Использование этой кислоты в составе клеевого состава улучшает механические свойства полипропиленовых композитов, армированных стекловолокном. Когда используется стекловолокно, которое содержит терефталевую кислоту как часть состава для проклеивания, полученный армированный стекловолокном полипропилен имеет более высокую прочность на разрыв, прочность на изгиб, удар по Изоду и температуру теплового отклонения. Проклейка стекловолокна используется по ряду причин. Она используется для удержания волокон в жгуте, чтобы предотвратить «распушение» стекловолокна во время работы изделия. Она также помогает защитить стекловолокно от повреждений и обеспечивает совместимость с полимерной основой, что улучшает механические свойства композита. Некоторые исследования очень хорошо демонстрируют это: в особенности те, где сравнивается использование стекловолокна как стандартного, так и нестандартного размера в полипропилене и использование PPgAA в качестве связующего агента. При использовании стекловолокна нестандартного размера не наблюдалось улучшения прочности на разрыв при любом уровне добавления стекла. Использование проклеенного стекла показало увеличение прочности на разрыв по мере увеличения процентного содержания стекла.

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 18

При добавлении 10% PPgAA наблюдались значительные улучшения прочности на разрыв на каждом уровне добавления стекловолокна. Фактически наблюдался рост где-то на 50–60%. Ударная вязкость показывает несколько иную тенденцию. Как правило, ударная вязкость выше у негабаритного стекловолокна по сравнению со стекловолокном заданного размера. Добавление PPgAA улучшает ударную вязкость, обеспечивая самые высокие показатели ударной вязкости, за исключением 10% -ной загрузки стекловолокна. С использованием этого связующего достигается увеличение ударной вязкости до 100%. Теперь сравним связующие агенты PPgAA и PPgMAH в GR-PP. PPgAA, используемый в исследованиях, представляет собой Polybond 1001. Этот продукт представляет собой гомополимерный полипропилен, привитый 6% акриловой кислоты. Используемый PPgMAH также представляет собой гомополимерный полипропилен, привитый 1,5% малеинового ангидрида. Использовались разные уровни связующего агента, в зависимости от типа функциональности. PPgAA добавляли в количестве 5%, 10% и 20% по весу. PPgMAH добавляли в количестве 0,5%, 1%, 2% и 5% по весу. Добавление обоих связующих веществ показывает значительное увеличение прочности на разрыв. При максимальной загрузке каждого связующего агента достигается увеличение прочности на разрыв на 30%.

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 18

Связующий агент PPgMAH более эффективен, демонстрируя улучшение механических свойств при добавлении всего лишь 1% и достижение максимальной прочности на разрыв при загрузке 5%. При 5% загрузке PPgAA наблюдается очень небольшое увеличение прочности на разрыв. Для достижения максимальной прочности на разрыв требуется 20% PPgAA. Далее были исследовании характеристики ударной вязкости по Изоду. Эта характеристика демонстрирует ту же тенденцию, что и прочность на разрыв, за исключением того, что 100% увеличение ударной вязкости достигается при максимальной нагрузке связующего агента. Ударная вязкость по Изоду с надрезом показывает несколько иную тенденцию по сравнению с другими свойствами. При низких уровнях добавления, 0,5% PPgMAH или 5% PPgAA, наблюдается небольшое снижение ударной вязкости. Однако при более высоких нагрузках наблюдается улучшение. Причина снижения ударной вязкости при малых нагрузках связана с подавлением микротрещин. Теперь рассмотрим различные типы PPgMAH в GR-PP. Дело в том, что существует ряд различных коммерчески доступных связующих агентов, большинство из которых различаются по уровню содержания малеинового ангидрида. Влияние содержания MAH на эффективность связующих агентов PPgMAH известно и широко задокументировано.

Заметим, что 30% полипропилена, армированного стекловолокном, содержит различные марки продуктов PPgMAH. PB 3001 содержит 0,1% MAH, PB 3150 содержит 0,5%, а PB 3200 содержит 1,2 % по массе. Уровни добавления различных связующих агентов варьировались в зависимости от их концентрации MAH. Материал с наименьшей функциональностью, PB 3001, был добавлен в количестве 2%, 5% и 10% от общей массы композита. PB 3150 добавляли в количестве 1%, 2%, 3% и 5% по массе. Продукт с максимальной функциональностью, PB 3200, добавляли в количестве 0,5, 1, 1,5 и 2 % по массе. Также было исследовано влияние связующей добавки на прочность на разрыв. При добавлении любого из трех продуктов PPgMAH наблюдается значительное увеличение прочности на разрыв. Каждый демонстрирует резкое увеличение прочности на разрыв с последующим постепенным выравниванием. Для PB 3001 предел прочности при растяжении начинает выравниваться при добавлении 5%. Увеличение уровня добавления до 10% не приводит к дальнейшему улучшению. Для PB 3150 предел прочности на разрыв начинает выравниваться при добавлении 2%. PB 3200 показывает похожую тенденцию, но область плато на графиках не достигается дольше. Однако при добавлении всего лишь 1% достигается аналогичная прочность на разрыв по сравнению с уровнями добавления 2% и 5% PB 3150 и PB 3001 соответственно.

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 18

Аналогичные тенденции наблюдаются и в отношении свойств прочности на разрыв. Однако ударные свойства демонстрируют иную тенденцию. Ударная вязкость увеличивается при увеличении количества связующего агента. Прирост становится меньше на более высоких уровнях добавления, но улучшения всё же видны. Следовательно, если желательны высокие ударные свойства, следует использовать высокие добавки связующего агента. Эти данные показывают эффект от использования малеинированных полипропиленов с различными уровнями малеинового ангидрида. Чем выше уровень малеинового ангидрида в связующем агенте, тем выше его эффективность, что приводит к более низким требуемым уровням дозировки. Помимо уровня функциональности, молекулярная масса также играет важную роль в характеристиках связующего агента. Было проведено исследование с использованием различных продуктов PPgMAH с разным уровнем MAH и разной молекулярной массой. Считалось, что материал имеет низкое содержание малеинового ангидрида, если он содержал менее 1,5%. Хотя добавление любого PPgMAH приводит к повышению прочности на разрыв, эта характеристика может меняться в зависимости от процентного соотношения. То же самое верно для прочности на изгиб и ударных свойств. Данные исследований показывают, что для полипропилена, армированного стекловолокном, предпочтительным связывающим агентом является высокомолекулярный PPgMAH с низким содержанием малеина.

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 18

Для получения более полной информации, надо обратиться к нашим специалистам по телефону
+7 (495) 268-0242, или почте info@nomitech.ru, они окажут помощь в подборе необходимого оборудования, которое будет соответствовать вашим требованиям как в части технических характеристик, так и в ценовом плане.

комментарии
Комментариев нет

Прежде, чем Вы сможете добавить свой комментарий, он будет проверен администратором.
вернуться назад