Каталог товаров
Каталог продукции Весь каталог >>
Корзина пуста

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 57

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 57
Иконка

Продолжая рассказ о полипропилене, армированном стекловолокном, рассмотрим так называемые длинноволокнистые композиты. Идея изготовления длинноволокнистых смесей не нова. Поскольку механические свойства композитов, армированных прерывистыми волокнами, зависят от эффективной длины армирующих волокон, предпринимаются все попытки сохранить длину волокна во время изготовления композитов. Первая продукция такого типа была представлена в Великобритании еще в середине 1980-х годов. В других странах Европы и в США такие композиты до сих пор предлагают несколько фирм. Самый длинный полипропилен, армированный стекловолокном (LGFRP), производится методом пропитки из расплава. Длинные непрерывные стеклянные волокна протягиваются через устройство, которая заполняется расплавленным полимером из экструдера. После того как стеклянные волокна пропитываются смолой, их охлаждают и измельчают на гранулы размером от 0,5 до 1,5 см. Поскольку длина волокна равна длине нарезки гранул, составы LGFRP предотвращают деградацию волокна, связанную с экструзией компаунда SGFRP.

Типичные стеклянные волокна, такие как Vetrotex P319, имеют диаметр 17 мкм и линейный вес 1200 текс. Они производятся методом прямого прядения, как было описано ранее. Таким образом, каждый пакет содержит несколько тысяч отдельных нитей в зависимости от размера втулки, которую использует каждая компания. Хотя этот процесс напоминает процесс нанесения покрытия на проволоку, ключом к получению хороших гранул из LGFRP является полное пропитывание каждой из нескольких тысяч отдельных нитей, и каждая компания считает свой процесс собственной технологией. Было выдано много патентов, но подробный механизм редко обсуждался в публикациях. Раскрытие структуры для проникновения смолы может быть достигнуто с помощью вогнутых и выпуклых штифтов внутри матрицы. Более длительное время пропитки и контактная поверхность, более высокая температура плавления и текучесть полипропилена, большее количество штифтов в матрице, а также более высокое натяжение и вакуум улучшают степень пропитки. Предварительный нагрев стержней имеет очень незначительный эффект, а более высокое изотропное давление расплавленного полипропилена фактически отрицательно сказывается на степени пропитки. Более длительное время пребывания контрпродуктивно для и без того медленного процесса.

Картинка

В недавних статьях было заявлено об улучшении производительности за счет более высокой скорости производственной линии. Для гранул с длинным волокном деградация стекловолокна в шнеке меньше. Была проделана интересная работа по замораживанию винта, и было измерено распределение длины волокна на каждом канале. В случае гранул с коротким волокном наибольшее разрушение волокна происходит между 7-м и 12-м каналами шнека. После этого наблюдается очень мало изменений. Истирание волокна также заметно между 7-м и 12-м каналами шнека для гранул с длинным волокном. Однако небольшая, но значительная часть волокон остается неповрежденной при исходной длине. Уменьшение FLD продолжается в зоне сжатия между 13-й и 19-й зонами. Еще одним фактором максимального использования LGFRP является процесс литья под давлением. Рекомендуются более высокая температура обработки и большая конфигурация ворот. Температура цилиндра должна быть на 10–20 °C выше, чем у сопоставимых коротковолокнистых смесей. Круглые или веерные ворота с большим поперечным сечением лучше всего подходят с диаметром ворот не менее 1,5 - 2 мм. Диаметр желоба должен быть в 1,5 раза больше толщины стенок отформованных деталей. Более длинные волокна находятся в основном в центральной части формованной пластины. Этот эффект возникает из-за сдвига, связанного с процессом заполнения формования.

Картинка
Иконка

Более высокое содержание волокна позволяет удерживать более длинные волокна. Это предполагает, что свойства текучести больше отклоняются от ньютоновских в сторону псевдопластических, поэтому длина остаточных волокон увеличивается. Уровень истирания волокон в LGFRP всегда ниже, чем в матрице из нейлоновой смолы. Усталостные свойства длинных армированных стекловолокном сплавов полипропилена и полиамида ниже, чем у LGFRP или LGFRPA. Уменьшение значительно, когда нейлон смешивают с полипропиленом, и меньше, когда полипропилен смешивают с нейлоном. Сравнивая свойства композита, полипропиленовые соединения с длинными волокнами могут легко удвоить модуль упругости при изгибе и ударную вязкость по Изоду по сравнению с соответствующими соединениями полипропилена с короткими волокнами. Однако увеличение энергии удара падающего тела (для испытаний используется падающее тело в форме дротика) за счет использования длинных стекловолокон составляет всего 20-40%. Длинная длина волокна играет меньшую роль в условиях многоосной ударной нагрузки, поскольку другие факторы, такие как пластичность смолы, жесткость композита и сжимающие свойства, в большей степени влияют на общую энергию удара.

Гранулы или препреги с длинными волокнами также могут быть изготовлены методом порошковой пропитки. В Европе и Северной Америке такие материалы доступны от различных производителей. Примеры применения LGFRP включают сантехническое, насосное оборудование, элементы конструкции лодок и автомобилей. Газовое литье под давлением также применялось для формования LGFRP для изготовления ступеней шестерен. Когда эргономические требования требуют наличия легкой несущей конструкции, выбирается термостабилизированный полипропилен, армированный стекловолокном, длиной 30%. Раньше использовались изделия из термореактивного BMC. Формованные же изделия из LGFRP на 50% легче, причем без ущерба для других эксплуатационных параметров. Совместные предприятия в Европе и Северной Америке, появившиеся в конце прошлого века, создали собственный уникальный композитный рынок. Наиболее известное применение таких композитных материалов — трубы для горячей воды и отопления, а также детали автомобильных бамперов. Но если про армированные полипропиленовые трубы мы уже рассказывали достаточно подробно во многих статьях, то композитные листы не так широко известны нашим читателям. А, например, композитные листы производства Azdel были впервые применены в бамперной системе Corvette еще в 1984 году. Honda начала использовать их на своих моделях с 1990 года, а уже к 2000 году мировые продажи этих композитов превысили 60 тысяч тонн. Половина продаж пришлась на США (более 32 тысяч тонн).

Картинка

Продажи в Европе, составившие 15 тысяч тонн, оказались немногим больше, чем в Японии (12 тысяч тонн). Кроме того, прогнозировалось, что в Европе и особенно в Японии будут в дальнейшем наблюдаться более высокие темпы роста, чем в Соединенных Штатах. Это мы и видим сегодня. Предсказать такую ситуацию было не так уж и сложно, потому что в США компания Exxon долгое время была единственным производителем GMT до слияния с корпорацией Azdel в 1997 году. В Европе Symalit, дочерняя компания Shell, и Elastogran Kunststoff-Technik, входящая в BASF, до сих пор имеют по 40% доли европейского рынка. Хотя Azdel расширила мощности в Европе, BASF проводит технико-экономическое обоснование выхода на рынок США. По их оценке, мировой рынок GMT уже к началу 2000-х годов составлял более 300 миллионов евро, а потребление в США – более 100 миллионов долларов. Наиболее подробное исследование GMT было проведено Стоуксом. Одиночная пластинка P100 размером 230 405 мм была разделена на 288 образцов для испытаний. Их плотность варьировалась на 30%, от 1,11 до 1,32 г / мл. Модуль Юнга может изменяться в 2 раза, в пределах от 476 до 1411 тысяч фунтов на квадратный дюйм. Левый и правый модули упругости также демонстрируют сильные колебания вдоль образца. Подходящим средним модулем может быть поверхностный модуль, который измеряет средний отклик на растяжение по ширине грани 12,7 мм. Прочность на разрыв может варьироваться от 12 до 18 тысяч фунтов на квадратный дюйм.

Картинка
Иконка
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.
Автор

Автор: Александр Костромицкий

Дата: 28 ноя 2020 00:00

Комментариев нет

  Читайте также Подробное сравнение пластиковых и чугунных труб. По материалам американских специалистов. Часть 9 Водопроводные трубы и трубы для систем отопления Valsir Mixal из PEXb Снова о видах армирования труб Модифицированный метод определения БПК Подробное сравнение пластиковых и чугунных труб. Часть 47. Снижение шума при эксплуатации Вернуться назад
Пройти опрос о качестве сайта