Каталог товаров
Каталог продукции Весь каталог >>
Корзина пуста

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 58

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 58
Иконка

Композитные листы из полипропилена со стекловолокном обычно являются более жесткими и прочными в поперечном направлении, чем в продольном. Общие правила обработки при производстве – предварительный нагрев материалов до температуры 199–227 °C, что превышает температуру теплового отклонения полипропилена. Скорость пресса должна составлять 8,5–25,4 мм / сек, а давление должно составлять 12,8 МПа для достижения оптимальных характеристик готового композита. Новое поколение изделий из стеклопластика (трубы, автомобильные бамперы) имеет более тонкие стенки благодаря улучшенным механическим характеристикам композитов. Более высокая производительность может быть достигнута за счет более длительного срока службы и снижения затрат на пресс-формы, а также за счет снижения температуры обработки и более короткого цикла пресс-формы. Также производители труб и автомобилей требуют улучшенных характеристик окрашиваемости красками на водной основе. Включение простых полиэфираминов в полипропилен обеспечивает лучшую окрашиваемость.

Добавление низкомолекулярного полипропиленового связующего агента может дополнительно улучшить прочность композита. Максимальные значения прочности на растяжение и изгиб достигаются при 7% содержания связующего агента. Однако ударная вязкость по Шарпи снижается с увеличением его концентрации. В ряде исследований ученые сравнивали жесткость и ударную вязкость термопластов, армированных стекловолокном, различными методами. GMT, изготовленный из непрерывного мата из стекловолокна, обеспечивает превосходную ударную вязкость. По ударной вязкости GMT на основе полипропилена выгодно отличается от полиэтилентерефталата (ПЭТ), полифениленсульфида и нейлона-6,6. Также можно пропустить стекловолокно через ванну с суспензией и объединить в однонаправленный препрег. Еще одна интересная операция по производству длинных армированных стекловолокном термопластов BMC была в свое время разработана компанией Composite Products, Inc. В основном это операция экструзии и формования на месте. Стекловолокно длиной до 50 мм подается в экструдер. Компаунд выходит из открытой матрицы в виде цилиндра и остается там до тех пор, пока не будет подвергнут прессованию. Процесс термопластичного SMC был запатентован рядом компаний, а еще в середине 1990-х годов было объявлено о самой захватывающей и революционной разработке полипропиленового композита, армированного стекловолокном.

Картинка

Уникальный производственный процесс объединяет стеклянные и полипропиленовые волокна, которые превращаются в единый композитный материал. Запатентованный процесс был разработан компанией Vetrotex в Европе и коммерциализирован в США компанией Vetrotex CertainTeed под торговой маркой Twintex. Равномерное смешивание стекловолокна и полипропиленовых волокон в Twintex сводит к минимуму расстояние, на которое должен течь расплавленный полипропилен, и позволяет формовать материал под очень низким давлением. Это же свойство позволяет полипропилену смачивать стекловолокно даже при очень высоком процентном содержании стекла. Весовой процент стекла в полипропилене обычно составляет 60–70%. Смешанные структуры могут быть сотканы в ткани самых разных вариаций, включая разнообразные переплетения, однонаправленные, ориентированные и даже трехмерные варианты. Комбинирование Twintex и штампуемого листа GMT или термопласта BMC сочетает в себе свойства текучести произвольных волокнистых формованных материалов с механическими свойствами непрерывного стекловолокна. Области применения Twintex включают системы пожарной защиты, дверные панели, а также ряд труб. Прямой композитный процесс также запатентован и другими производителями стекловолокна.

Картинка
Иконка

Теперь несколько слов о переработке GFRP-композитов. На сегодняшний день пластмассы составляют более 10% по весу и более 25% по объему от всех твердых бытовых отходов (ТБО). Основным способом утилизации ТБО является захоронение, на долю которого приходится 73%. Остальное сжигается (14%), перерабатывается (11%) или компостируется (2%). Вторичная переработка пластмасс является более приоритетной задачей в Европе и Японии из-за нехватки мощностей для захоронения отходов. Еще в 1990-х годах в Японии сжигалось 65% всех ТБО, 23% было захоронено, а 5% переработано. Сегодня эти цифры радикально изменились в сторону вторичной переработки. Армированные пластмассы составляют 4% всего производства пластмассы в Европе и США. В автомобильном сегменте 56% композитов представляют собой термореактивную матрицу, а 44% – термопласты. Преимущество термопластов перед термореактивными пластиками заключается в их способности к переработке. Однако термопласты, армированные стекловолокном, подвержены тому же выцветанию, что и термореактивные материалы, из-за постоянной деградации армирующих волокон в результате повторной обработки. Использование первичных стекловолокон в отходах полипропилена для изготовления первичных смесей более целесообразно.

Компрессионное формование менее повреждает волокна, поэтому до 90% продуктов в строительной сфере изготовлено именно из переработанного полипропилена и перетертого стекловолокна. Их смешивают в экструдере, а также формуют под давлением. Было обнаружено, что полезными являются несколько способов переработки. Пиролиз композитов включает разложение органической матрицы при высокой температуре в отсутствие кислорода. Продуктами реакции являются олефины и другие углеводороды, которые можно использовать в качестве топлива или сырья для нефтехимии. Рециркуляция путем гидролиза лучше подходит для восстановления мономеров смол, полученных реакциями полиприсоединения и поликонденсации, таких как полиэтилен, полиэфир и полиамиды. Для термореактивных композитов рекомендуется измельчение в качестве наполнителя. Хотя это технически осуществимо, стоимость не может быть конкурентоспособной по сравнению с исходным материалом. Благодаря проектам по переработке вторичного сырья ряд производителей стали крупнейшими в мире потребителями полимерных материалов. Однако восстановление 100% композитных материалов, армированных стекловолокном, всё еще является далекой целью даже в условиях современных технологий переработки пластиков.

Картинка

Далее рассмотрим тему компаундирования полипропилена с использованием двухшнековых экструдеров. Полипропилен модифицируется с помощью реактивной экструзии еще с 1960-х годов. Самые ранние работы, направленные на снижение вязкости расплава, включали контролируемое разрушение высокомолекулярной фракции молекулярно-массового распределения. Это было сделано потому, что полипропилен, полученный с использованием катализаторов Циглера-Натта, выходил из реактора с очень широким молекулярно-массовым распределением, и высокомолекулярные частицы вызывали проблемы обработки в последующем оборудовании. Вскоре после того, как была разработана технология контролируемой деградации, пионеры отрасли исследовали реакции функционализации полипропилена в экструдерах. Ранние работы включали прививку малеинового ангидрида к полипропилену для улучшения адгезионных свойств. Поздние работы включали прививку других мономеров и даже полимеров к полипропилену в двухшнековых экструдерах. Фактическая последовательность физических и химических изменений во время процесса экструзии всё еще не слишком понятна как ученым, так и производителям компаундов. В некотором смысле поле сдвига в месильных элементах двухшнекового механизма остается «черным ящиком» для переработчика, который стремится к более высокой производительности при максимальном выходе продуктов хорошего качества.

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