Технические решения для промышленности
Технические решения для промышленности
Технологии

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 46

13 ноября 2020
Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 46

В этой части завершим рассмотрение талька как одной из наиболее эффективных и недорогих добавок к полипропилену, а также перейдем к рассмотрению стекловолокна, которое наиболее активно используется для производства труб. Итак, для начала про тальк. В будущем будут разработаны новые способы обработки поверхности для улучшения механических и оптических свойств. Эти добавки химически связывают тальк с полимерной матрицей через мостики, которые на одном конце связываются с тальком и взаимодействуют с полимером на другом конце. Возможны добавки, которые деактивируют естественное железо в тальке и улучшают свойства длительного старения. Использование уплотненного талька позволит производителям компаундов улучшать производительность. Усовершенствованные методы уплотнения позволят тальку более полно диспергироваться в полимере с улучшением ударных свойств. Создатели компаундов не только смогут увеличить производительность за счет использования продуктов из уплотненного талька, но и в эти продукты из уплотненного талька можно будет вносить изменения для улучшения цвета и дисперсии.

Компаундеры должны иметь возможность диспергировать тальк в смолах с более высокой текучестью расплава с помощью новых конструкций шнеков, которые увеличивают рабочий сдвиг. В настоящее время ведутся работы над машинами для литья под давлением, которые обеспечат адекватное диспергирование, что может устранить необходимость в предварительно диспергированном тальке в композитах. Уровни талька могут быть уменьшены в будущих соединениях в качестве средства повышения устойчивости к царапинам в компаундах, хотя для контроля тепловых коэффициентов всё еще потребуется некоторое количество талька. Добавление в состав добавок, снижающих скольжение, улучшит устойчивость компаундов на основе полиолефинов к царапинам. Если автомобильные компании захотят воспользоваться преимуществами более низкой цены по сравнению с ABS, необходимо будет решить проблему побеления компаунда. Новые субмикронные тальковые продукты повышают ударную вязкость ударопрочных смесей в компаундах. Более мелкие частицы минимизируют распространение трещин при ударе. Диспергирование этих ультратонких продуктов будет затруднено из-за чрезвычайно низкой насыпной плотности, если они не будут уплотнены. Измельчение талька до частиц субмикронного размера — это трудоемкий процесс, поэтому производимые объемы будут небольшими, а продукт будет дорогим.

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 46

Жесткость новых высококристаллических полимеров полипропилена будет еще больше повышена за счет добавления талька. Модуль упругости при изгибе 6,9 ГПа или более возможен при достаточно высоком содержании талька. Эти же полимеры могут быть использованы в будущем при более низких содержаниях талька со свойствами, аналогичными свойствам, получаемым с современными традиционными полимерами при более высоких уровнях содержания талька. Цена на высококристаллические полимеры будет ключом к их использованию в будущем. Но тальк не решает ряд проблем, которые имеет чистый полипропилен. Кроме того, на протяжении веков люди мечтали о новом волокне, чтобы улучшить использование натуральных волокон, таких как хлопок и шерсть. С тех пор, как финикийцы открыли стекло, стало очевидно, что стекло можно плавить и вытягивать в нити. Венецианцы освоили искусство вытягивания волокон из расплавленного стекла для украшения стеклянной посуды еще в XVI веке. Попытка использовать стекловолокно в качестве материала для одежды была продемонстрирована на ряде европейских и американских выставок в конце XIX века. Так, галстуки из стекловолокна, абажуры и женские платья, сделанные в Толедо, вызвали огромный интерес к этому новому материалу. Стекловолокно стало вторым искусственным волокном после вискозы, приобретшим коммерческое значение.

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 46

В 1938 году, в том же году, когда DuPont производила нейлоновые волокна на небольшом экспериментальном заводе в Уилмингтоне, штат Делавэр, была создана компания Owens Corning, причем с единственной целью — производить стекловолокно, первоначально в качестве изоляционного материала. Это было совместное предприятие Оуэнса-Иллинойса и Corning Glass Works, и обе компании добились значительного прогресса в производстве стекловолокна к концу XX века. Позже компании Pittsburgh Plate Glass (ныне PPG), Libby-Owens-Ford, Vetrotex (подразделение St. Gobain) во Франции и Pilkington из Великобритании приобрели лицензии у Owens Corning. Интересные обзоры можно найти в ряде книг, специально написанных по этой теме, и в недавних статьях. За последнее десятилетие Owens Corning, PPG и Vetrotex International расширили свое присутствие по всему миру. В наши дни стекловолокно производят во всех уголках мира. Изначально стекловолокно производилось в два этапа. Сначала в печи плавили сырье и формировали стеклянный мрамор. Шарики переплавляли в жидкость и вытягивали нити. Это было описано в ранней книге по стеклопластикам, впервые опубликованной в 1954 году. Хотя этот процесс все еще используется, современные заводы по производству стекловолокна построен для технологии прямого производства. Всё сырье, закупаемое производителями стекла, должно соответствовать очень строгим требованиям к гранулометрическому составу.

Кремнезем получают из песка, а глинозем — из глины. Оксид бора получают из колеманита и борной кислоты. Известняк или кальцит — это оксид кальция. Каждый ингредиент хранится отдельно. Путем точного взвешивания их дозируют в смесительный бак. Затем смесь переносится в бункер шихты над загрузочным устройством шихты. На полностью автоматизированном стекольном заводе вся система управляется компьютером и полностью закрыта с целью предотвращения попадания пыли. Физические и химические свойства стекловолокна зависят от его состава: Е-стекло с низким содержанием ионов щелочных металлов известно своим превосходным электрическим сопротивлением, важным свойством текстильных стекловолокон. Отсюда оно стало наиболее широко используемым составом из стекловолокна. Натриево-известково-кремнеземное стекло, известное как А-стекло, также в небольших количествах использовалось в качестве армирующего пластика. Многие другие составы стекла коммерчески производятся для специальных применений. Стекло C более химически стойкое, чем стекло E, особенно к кислым растворам. Стекло AR улучшает стойкость стекла к щелочам. AR-стекло богато оксидом циркония. D-стекло богато оксидом бора и имеет более низкую диэлектрическую прочность. Два высокопрочных стекла, S-стекло от Owens Corning и R-стекло от Vetrotex International, имеют на 30% более высокое отношение прочности к массе. Также доступны полые нити из S-стекла для дальнейшего увеличения отношения прочности к весу.

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 46

Предварительно смешанная шихта непрерывно загружается в печь, где происходит плавление. Печь обычно имеет прямоугольную форму с продольным каналом на выходе. Отношение длины к ширине плавильного завода зависит от требуемой суточной вместимости. Из-за коррозионной активности Е-стекла в расплавленном состоянии плотный оксид хрома является лучшим огнеупорным материалом для боковых стенок. Огнеупор поддерживается блоками циркона и еще одним слоем блоков глины. Дно печи наклонено, чтобы стекло могло свободно стекать в выходной канал. Природный газ является наименее дорогим источником топлива для плавления стекла, а энергия составляет большую часть стоимости производства стекловолокна. Температура плавления E-стекла в печи обычно находится в диапазоне 1375 °C, когда оно выходит из плавильной печи в канал подачи жидкого стекла, втулку для получения волокнистой формы. Чаще всего используются элементы Т-образной и Н-образной формы. Втулка аналогична фильере для производства синтетического волокна. Но, в отличие от последней, втулка обычно имеет прямоугольную форму. Из-за требований высокой температуры и коррозионной стойкости лучше всего работает сплав платины и родия. С десятками и сотнями вводов, используемых на большом заводе по производству стекловолокна, стоимость драгоценного металла становится существенным вложением. Втулка содержит множество мелких отверстий (до нескольких тысяч). Она дополнительно нагревается для лучшего контроля температуры и однородности. Расплавленное стекло течет через отдельные наконечники под действием силы тяжести. Конструкция втулки и геометрия сопла являются фирменной технологией каждой компании. И пока еще это скорее искусство, чем наука.

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 46

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