Каталог товаров
Каталог продукции Весь каталог >>
Корзина пуста

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 60

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 60
Иконка

Полипропилен функционализируется для улучшения одного, а еще чаще нескольких свойств. Карбоксилирование полипропилена добавляет полимеру кислотную группу, которая улучшает адгезию ко многим субстратам и придает совместимость со многими другими полимерами. Полипропилен обычно карбоксилируют путем прививки на основную цепь акриловой кислоты или малеинового ангидрида. Механизмы реакции прививки для АК и МА различны. Глицидилметакрилат (GMA) — еще один мономер, который можно привить на основную цепь полипропилена. Реакция прививки акриловой кислоты в фазе расплава на полипропилен протекает по свободнорадикальному механизму. Радикалы, образующиеся при термическом разложении инициатора, отводят водород от основной цепи полипропилена и инициируют гомополимеризацию акриловой кислоты. Акриловая кислота также добавляется к участкам основной цепи, в результате чего продукт содержит полипропилен с привитой акриловой кислотой (AA-g-PP) и гомополимер полиакриловой кислоты.

Примеры прививки акриловой кислоты на полипропилен в экструдере были представлены рядом специалистов. Они растворили акриловую кислоту и инициатор пероксида бензоила в ацетоне, смешали раствор с порошком полипропилена и затем дали ацетону испариться. Затем смесь подвергали взаимодействию в экструдере без указания спецификации при температуре +200 °C для получения AA-g-PP. Было обнаружено, что эффективность прививки снижалась по мере увеличения количества акриловой кислоты, что приводило к относительно большему производству гомополимера полиакриловой кислоты. Затем AA-g-PP смешивали со смесью силанового связующего агента и слюдяного наполнителя. Смеси AA-g-PP показали улучшенные механические и термические свойства по сравнению с непривитым полипропиленом. Пример получения полипропилена с привитой акриловой кислотой путем введения реагентов в двухшнековый экструдер будет обсуждаться далее. Также заслуживает внимания полипропилен с привитым малеиновым ангидридом методом экструзии из расплава. Прививка малеинового ангидрида на полиолефины происходит по другому механизму. В отличие от акриловой кислоты и других виниловых мономеров малеиновый ангидрид не подвергается радикальной гомополимеризации в стандартных условиях. Он действительно подвергается гомополимеризации только в условиях высокой концентрации радикалов.

Картинка

Радикально-индуцированная реакция малеинового ангидрида с полипропиленом приводит к полимеру, содержащему отдельные привитые звенья малеинового ангидрида на концах цепи вместе с деградированным полипропиленом. Механизм прививки малеинового ангидрида связан с механизмом гомополимеризации малеинового ангидрида в том смысле, что реакционноспособная разновидность представляет собой возбужденный димер малеинового ангидрида. Поскольку возбужденный димер способен отводить водород из основной цепи полипропилена, малеиновый ангидрид способствует разложению полипропилена. Ученые показали, что добавление небольшого количества ингибитора гомополимеризации малеинового ангидрида, такого как N-N-диалкиламид, значительно снижает степень разложения полипропилена. Пример прививки малеинового ангидрида на полипропилен в двухшнековом экструдере также был описан в научной литературе. Полипропилен покрывали 1,1% малеинового ангидрида и подавали в двухшнековый экструдер диаметром 53 мм со скоростью 30 кг / час. Использовали четыре зоны контроля температуры, и во вторую зону вводили 1,4% мономера стирола. Ученые получили 0,8% связанного малеинового ангидрида, а показатель текучести расплава составил 17 дг / мин.

Картинка
Иконка

Когда добавляли 500 ppm катализатора Lupersol 130 и не вводили стирол, индекс текучести расплава увеличивался до 258 дг / мин, что указывает на значительную деградацию. При добавлении в смесь антиоксиданта прививки не получалось. Влияние конфигурации шнека на реакцию прививки малеинового ангидрида на полипропилен также было тщательно изучено. В этом исследовании использовались те же конструкции шнеков A – D (их мы описывали в предыдущей части), которые использовались для характеристики контролируемого разложения полипропилена, описанного ранее. Специалисты подавали малеиновый ангидрид и 2,5-диметил-2,5-бис- (трет-бутилперокси) гексан пероксид вместе в виде раствора в инертном растворителе, таком как ацетон, в двухшнековый экструдер диаметром 30 мм. Экструдер работал как в режиме одновременного вращения, так и в режиме встречного вращения с использованием конструкции шнеков. Относительные уровни достигнутой прививки были определены для каждой конструкции шнека в режиме вращения и противовращения, а также в зависимости от скорости вращения шнека. Как в режиме одновременного вращения, так и в режиме встречного вращения, увеличение количества месильных блоков увеличивало достигнутый уровень прививки. Это ожидаемо, потому что конструкции шнеков с большим количеством месильных блоков расплавляют полимер раньше и имеют большее время пребывания в фазе расплава для реакции.

Постепенное изменение уровня прививки по профилю шнека определяли постанализом осевых сегментов замороженной массы прореагировавшего полимера, взятого из экструдера после полной остановки приводного двигателя, охлаждения и экспериментов с вытягиванием шнека. Сравнивая режимы работы, ученые пришли к выводу, что коротация приводит к более высоким уровням малеации для каждой испытанной конфигурации шнека, даже несмотря на то, что плавление происходило раньше в режиме встречного вращения. Эта разница в производительности между двумя режимами работы объяснялась как разница в эффективности смешивания. Реакция малеации требует тщательного перемешивания малеинового ангидрида, пероксида и полимера в фазе расплава. Результаты этого исследования показали, что режим работы с одновременным вращением приводит к превосходному смешиванию реагентов в фазе расплава. Сравнительно недавно ученые использовали прямую поточную характеристику процесса реактивной экструзии прививки мономера GMA при минимизации гомополимеризации мономера и нежелательных молекулярных изменений исходной полипропиленовой смолы. Они изучили сочетание физических (пластификация) и химических (быстрая кинетика прививки) на выходе привитого GMA. Специалисты отмечают, что практически все исследования, цитируемые в литературе, анализировали эффективность выхода прививки и изменения молекулярной архитектуры (деградация или сшивание) только на выходе из фильеры.

Картинка

Также определяли зону пластификации как фокус реактивной экструзии в зависимости от материала, конструкции машины и переменных процесса. Факторы, влияющие на процесс, включают параметры материала (температура плавления, теплоемкость и энтальпия полимерной смолы), параметры машины (в особенности конструкция винта), а также параметры процесса (профили температуры цилиндра, скорость шнека и скорость подачи). Используя двухшнековый экструдер ZSK 30 с вращающимся шнеком, можно задействовать верхние элементы конструкции для отбора проб расплавленной массы до и после смешивания в системе месильных элементов. Нейтральные месильные диски, расположенные в шахматном порядке под углом 90 °, за которыми следует втулка с обратным винтом, обеспечивают достаточный рабочий объем для достижения необходимой реакции прививки, чему способствует пластификация полиэтилена высокой плотности (HDPE) или полипропиленовой смолы и одновременный механизм свободнорадикального добавления GMA. Используя инфракрасный анализ с преобразованием Фурье, можно определить характеристики прививки, то есть ее успешность.

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. 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