Каталог товаров
Каталог продукции Весь каталог >>
Корзина пуста

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 61

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 61
Иконка

В предыдущей части мы упомянули, что использование инфракрасного анализа с преобразованием Фурье, позволяет определить характеристики прививки, а значит и ее успешность. Специалисты получили при помощи данного метода следующие результаты. Порошок HDPE расплавился перед месильным блоком из-за теплопередачи от емкости с температурой +200 °C, тогда как пористые гранулы полипропилена оказались расплавлены лишь частично. Следовательно, преобразование HDPE в привитой GMA происходило в секции винтовой транспортировки, расположенной выше по потоку. Относительно соотношения скорость шнека - скорость подачи было отмечено следующее: пластификация более чувствительна к скорости шнека, чем к скорости подачи. Более низкий выход привитого GMA объясняется уменьшенным нагревом полимера как основного источника тепла для пластификации. Результаты ступенчатой прививки вдоль шнека экструдера во время фактического процесса реакционной экструзии дают фундаментальное представление о механизме управления для усиленной прививки мономера на полипропилен, то есть то, что происходит до и после определенных участков месильных элементов.

Условия процесса, способствующие пластификации полипропиленовой смолы, считаются ключевыми для эффективной прививки. По сравнению с поточным методом, используемым рядом специалистов, постаналитический метод, применяемый другими учеными, дает аналогичный, но гораздо более размытый показатель эффективности прививки из-за длительной задержки охлаждения расплавленной массы до замороженной формы. Теперь рассмотрим такой процесс, как функционализация однопоточного полипропилена с включением стекловолокна. Смешивание стеклянных волокон с модифицированным полипропиленом дает улучшенные механические свойства для многих приложений, как уже обсуждалось в нашем цикле и будет обсуждаться дальше в других частях. Дело в том, что стекловолоконное армирование — одна из наиболее эффективных технологий для придания дополнительной прочности и термостойкости полипропиленовым трубам, которые благодаря этому могут использоваться в системах как горячего водоснабжения, так и отопления. Обычно подобное усиление достигается двумя отдельными этапами экструзии. Во-первых, полипропилен функционализируется, чтобы получить концентрат химического связывания в процессе экструзии с добавлением пара. Затем во втором процессе экструзии химический связующий агент (AA-g-PP или MA-g-PP) смешивают в сухом виде со смолой полипропилена с последующим добавлением стекловолокна, чтобы получить полипропиленовый композит.

Картинка

Двухшнековые экструдеры и некоторые специально разработанные одношнековые экструдеры позволяют дополнительно добавлять стекловолокно, чтобы минимизировать уменьшение длины стеклянных нитей. Последовательная последовательность из трех этапов процесса была достигнута в процессе одинарной экструзии с использованием зон смешивания в двухшнековом экструдере: Сначала полипропиленовая смола была расплавлена, затем к основной цепи полипропилена была привита акриловая кислота, и, наконец, было добавлено стекловолокно ниже по потоку. Использовали двухшнековый экструдер с противовращением и без взаимного зацепления с отношением общей длины к диаметру (L/D) 55:1, из которых последние 6:1 L/D составляли одношнековый нагнетательный насос. В качестве инициатора использовался 2,5-диметил-2,5-бис- (трет-бутилперокси) гексан, который вводили в экструдер через специально сконструированный впускной клапан. Клапан впрыска был установлен в переходнике с водяным охлаждением, который имел термические штифты для обеспечения охлаждения до места впрыска на внутренней поверхности ствола. Такой же впрыскивающий клапан и адаптер использовались для впрыска акриловой кислоты. Охлаждение клапанов впрыска предотвращает разложение пероксида перед поступлением в экструдер и предотвращает гомополимеризацию акриловой кислоты.

Картинка
Иконка

Трубопровод к клапанам впрыска также совмещали с линиями охлаждения. Инициатор вводили во второй цилиндр, где он смешивался с нерасплавленным полипропиленом в зоне транспортировки твердых частиц. В секции плавления температура процесса около +200 °C привела к периоду полураспада инициатора порядка 5 секунд. Это время пребывания в секции плавления, так что, когда акриловая кислота вводится в цилиндр, полипропиленовые радикалы уже должны были образоваться. Реакция прививки акриловой кислоты практически завершилась в пределах одной секции цилиндра. В следующем цилиндре использовали атмосферный вентиль для удаления непрореагировавших летучих компонентов акриловой кислоты и захваченного воздуха. Использованные стекловолокна были стандартного сорта длиной около 0,5 см от компании Owens Corning Fiberglas и подавались в предпоследний цилиндр. Стекловолокно вводили в расплав, и в последнем цилиндре использовали зону удаления летучих веществ с вакуумным отводом. Были собраны образцы для анализа экструдированной полипропиленовой смолы, смолы плюс 30% стекловолокна и привитой смолы плюс 30% стекловолокна. Образцы были проанализированы на растяжение, изгиб, ударную вязкость и температуру тепловой деформации в соответствии со стандартными методами испытаний ASTM. Прочность на растяжение, изгиб и ударные свойства полипропилена, армированного стекловолокном, зависят от нагрузки волокна и распределения длины, как выяснили несколько независимых групп исследователей.

Они сравнивали смеси стеклонаполненного полипропилена при различных уровнях загрузки стекла, приготовленные на двухвалковой мельнице и двухшнековом экструдере. Специалисты обнаружили, что более длинные стекловолокна в смесях, приготовленных на двухшнековом экструдере, обеспечивают превосходные свойства при растяжении и изгибе. Не все анализировали свои образцы на предмет распределения длины стекловолокна, но ожидалось, что распределение длины будет одинаковым для модифицированных и немодифицированных образцов. Мы уже обсуждали ранее, как механические свойства армированного стекловолокном полипропилена могут быть улучшены за счет добавления связующего агента. Аналогичным образом, получение модифицированного полипропилена в процессе реакции путем прививки акриловой кислоты на основную цепь полимера дает повышенную прочность на разрыв по сравнению с полипропиленом и композитом без наполнителя. Отдельные исследователи подчеркнули полезность одношнековых и двухшнековых экструдеров непрерывного действия по сравнению со смесителями периодического действия на основе рабочего объема, то есть небольшой рабочей массы в каналах экструдера в непрерывном технологическом оборудовании по сравнению с большим количеством смешиваемого материала за цикл в смесителях периодического действия.

Картинка

При относительно меньшем рабочем объеме экструдера достигается более тщательное перемешивание в микроскопическом масштабе за более короткий период времени пребывания. Учитывая, что «малая рабочая масса» является более экономичным средством реактивной экструзии, различие между различными типами экструзионного оборудования сводится к целому ряду характеристик обработки. В связи с растущей тенденцией в начале 2000-х годов по замене одношнековых экструдеров на двухшнековые экструдеры, наше внимание теперь направлено на двухшнековую методологию модификации и усиления полипропиленовых смол в широком спектре композитных материалов. Рядом исследователей была дана критическая оценка технологического развития конструкции двухшнекового экструдера и концепции проточных механизмов. На эту тему уже было написано около двухсот научных работ, которые предлагают исчерпывающий обзор двухвинтовых конструкций оборудования, начиная еще с конца XIX века и вплоть до современного состояния. Сюда входят детали, касающиеся тангенциального встречного вращения, взаимного встречного вращения и взаимно вращающихся двухвинтовых машин. В следующей части рассмотрим двухшнековые экструдеры с одновременным вращением и встречным вращением.

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 дек 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