Каталог товаров
Каталог продукции Весь каталог >>
Корзина пуста

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 59

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 59
Иконка

Специалисты отмечают, что свойства модифицированной полимерной смеси являются комбинированной функцией отдельных ингредиентов в отношении типа и процентного содержания, а также фактического используемого метода смешивания. В случае двухшнековой экструзии с коротким вращением, о которой мы начали говорить в предыдущей части, эти факторы определяют зону плавления как имеющую первостепенное значение для достижения желаемых свойств смеси. Превращение твердой полимерной смолы в потоке сырья в расплавленную массу связано с резким повышением вязкости расплава, что обеспечивает достаточный сдвиг материала. Следовательно, процесс плавления влечет за собой как гомогенизацию, так и желаемый или нежелательный высокий сдвиг, то есть во многом как любой процесс функционализации, основанный на инициировании пероксида и добавлении привитого мономера. Желательным завершением такого процесса является введение мономерного ингредиента с высоким процентным выходом.

Бета-расщепление основной цепи полипропилена, приводящее к резкому разрыву и увеличению текучести расплава, является примером нежелательной побочной реакции. Аналогичным образом, гомополимеризация мономера в олигомеры является источником потерь, поскольку монозамещение функциональных групп является предпочтительным для усиления адгезии основной цепи полимера к стекловолокну и различным армирующим наполнителям с обработанной поверхностью. Из-за наложения аспектов времени пребывания и деформации сдвига в этом типе процесса реакционной экструзии функционализация расплавленной полипропиленовой смолы является типичным представителем методологии компаундирования для модификации полипропиленовой смолы в целом. В этой части сначала кратко рассмотрим историю модификации полипропилена с использованием двухшнековых экструдеров, а затем перейдем к теме основных принципов современной технологии двухшнековой экструзии. В частности, двухшнековая экструзия будет описана с точки зрения фундаментальных взаимосвязей между конструкцией модульного шнека экструдера, рабочими условиями экструдера и физико-химическими процессами, участвующими в прививке функциональных групп на основную цепь полипропилена.

Картинка

Как упоминалось выше, контролируемое разложение полипропилена было одной из первых разработанных технологий реактивной экструзии. Достаточно обширная литература по этой теме появилась только в последние 25-30 лет. Механизм атаки свободных радикалов на основную цепь полимера в настоящее время считается хорошо известным. Последовательность свободнорадикальных реакций в экструдере подводит нас к краткому изложению ключевых этапов процесса, связанных с прививкой функциональных групп к цепям молекул полипропилена. Первый этап механизма включает образование пероксирадикалов путем термического разложения пероксида. Этот основной механизм был использован для моделирования реакций разложения полипропилена в экструдере. Схема управления экструдером с замкнутым контуром, в общих чертах основанная на этом механизме, была описана рядом специалистов, которые использовали реометр на выходе из двухшнекового экструдера для генерации сигнала, связанного с индексом текучести расплава, на программируемый логический контроллер. Программируемый логический контроллер сравнил это значение с заданным значением и изменил процентное соотношение подающих устройств, где одно из устройств содержало смесь полипропилена и пероксида. В этой схеме управления процессом экструзии было отмечено запаздывание процесса порядка 4–7 мин.

Картинка
Иконка

Когда технология контролируемой реологии только зарождалась, пероксиды не использовались для создания источника радикалов. Вместо этого использовались очень высокие температуры цилиндра экструдера (до +420 °C) в зоне подачи, что способствовало окислительной деструкции из-за кислорода в воздухе. Был использован обратный температурный профиль, так что температура нагнетания была ниже температуры подачи. Ученые изучали влияние конструкции шнека на термическое и вызванное перекисью разложение полипропилена. Для этого использовали двухшнековый экструдер, работающий как в режиме одновременного вращения, так и в режиме встречного вращения. Винтовые элементы встречного вращения имели тонкие витки и не полностью самоочищались. Профили плавления определяли по вытягиванию шнека после полной остановки шнека экструдера и быстрого охлаждения цилиндра для замораживания удерживаемого в стационарном состоянии материала. Для обоих режимов работы использовались четыре различных конфигурации шнеков, при этом конструкции шнеков различались количеством и расположением месильных элементов.

Конструкция шнека A состоит только из элементов винта с втулкой, передающей сырье вперед. В конструкции шнека B использовался один месильный блок непосредственно перед матрицей. Конструкция шнека C имела месильный блок ближе к загрузочной воронке. В конструкции шнека D использовались три месильных блока по длине шнека. Начало плавления имело место, в частности, там, где было ограничение потока или повышенное задерживание в месильном блоке. Например, для конструкции шнека А плавление было отложено непосредственно перед головкой. Реакции термического разложения проводили при температуре цилиндра +230 °C, в то время как реакции разложения, вызванные пероксидом, катализировали путем впрыскивания 2,5-диметил-2,5-бис-трет-бутилперокси-гексана со скоростью 0,05, 0,1 и 0,2 части на 100 частей смолы в загрузочную воронку экструдера. Полипропиленовая смола имела показатель текучести расплава 0,14 г / 10 мин. Было обнаружено, что степень деградации зависит от конструкции шнека и скорости вращения шнека и различается между режимами вращения и вращения в противоположных направлениях. Режим встречного вращения привел к более высокому уровню деградации для реакции термического разложения, и было обнаружено, что степень деградации увеличивается с увеличением скорости вращения шнека для всех конструкций шнеков.

Картинка

В режиме вращения степень деградации уменьшалась с увеличением скорости вращения шнека, за исключением конструкции D шнека с тремя блоками месильных дисков. Эта разница между вращением в одном направлении и в противоположном направлении объяснялась более высокими напряжениями сдвига и повышенным вязким нагревом при работе в режиме вращения в противоположных направлениях. Характеристики двух режимов вращения также различались для разложения, вызванного пероксидом. Когда использовалось небольшое количество пероксида (0,05 phr), результаты были аналогичны результатам исследования термического разложения. Экструдер при работе в режиме встречного вращения достиг более высоких уровней разложения при всех изученных скоростях вращения шнека. Когда уровень пероксида был увеличен до 0,2 phr, степень реакции разложения стала высокой и нечувствительной к режиму или работе. Этот результат был объяснен как повышенное значение перемешивания при использовании пероксида, что сужает разницу в характеристиках между режимами работы с одновременным вращением и вращением в противоположных направлениях. Развитие технологии функционализации полипропилена на основе экструдера последовало за технологией контролируемой деградации. Ранние работы были связаны с прививкой мономеров, таких как акриловая кислота (АК) и малеиновый ангидрид (МА), на полиолефиновые основные цепи. Первоначальные исследования проводились с одношнековыми экструдерами, в то время как более поздние работы были сосредоточены на использовании двухшнековых экструдеров из-за их превосходных характеристик перемешивания.

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: 29 ноя 2020 00:00

Комментариев нет

  Читайте также Подробное сравнение пластиковых и чугунных труб. Часть 25. Особенности монтажа чугунных труб Расширенное руководство по полимерам. Свойства реактопластов. Аллилы Методы рафинации растительного масла – для понимания особенностей сточных вод Что лучше выбрать: полипропилен или сшитый полиэтилен? Прочность, долговечность, герметичность Нагрузка на активный ил как показатель работы аэротенка Вернуться назад
Пройти опрос о качестве сайта