УДК 678.046.3
Технология получения и переработки композиционных материалов на основе новых блок-сополимеров для производства
дренажных труб.
Кожахмет М.С.
старший преподаватель кафедры «Проектирование зданий и сооружений»
Иманов А.Н Логинов В.Н.
Весник Костанайского социально – технический университета им З. Алдамжара\ г.
Костанай,2010.-№1
Аннотация к статье Иманова А.Н. Кожахмета М.С. Логинова В.Н.
Технология получение и переработки композиционных материалов на основе новых блок – сополимеров для производства дренажных труб.
В настоящей статье представлена технология получение и переработки композиционных материалов на основе новых блок – сополимеров.
Установлено, что КМ на основе полиолефинов и эластомеров обладают улученными деформационно-прочностными свойствами и могут быть
использованные для производства технических изделии и детали, в том числе дренажных труб.
Андатпа.А.Н. Иманов, М.С. Кожахмет, В.Н. Логиновтың мақаласына.
Кәріз (дренажный ) құбырының өндірісі үшін блок–сополимер негізінде компазициялық материалдарды алу және қайта дайындау технологиясы атты мақаласының қысқаша мазмұны.
Бұл мақалада жаңа блок – сополимердің негізінде жасалган
композициялық материалдардың (км) өндіру және алу техналогиялары жазылған. Полиолефин және элостомерлер негізіндегі к.м. жақсартылған деформациялық қасиетіне ие болды және техникалық заттар мен
бөлшектерді, дренажды құбырды өндіруге қолдануга болады.
Для орошения овощных культур в настоящее время широко используют дренажные трубы. Производство дренажных труб в Республике Казахстан отсутствует из-за отсутствия материалов и специального оборудования.
Известно использование ПЭВП и ПЭНД для производства труб для горячего и холодного водоснабжения. В КНР и ряде азиатских стран для этих целей используют композиции на основе суспенизионного ПВХ.
[1-3]а
В связи с отсутствием сырьевых компонентов (ПВХ С70, ДОФ, мел, хлорпарафин, хлорированный ПЭ и др. стабилизаторов) и специального оборудования в республике Казахстан использование ПВХ - композиций становится проблематичным.
Целью настоящей работы получение термопластичных композиций на основе новых блок-сополимеров для производства погонажных изделий, в том числе дренажных труб для обеспечения производителей овощных культур в тепличных и полевых условиях.
Для выполнения поставленной цели были поставлены следующие задачи:
1. Разработать технологию получения композиций на основе блок- сополимеров ПЭВП, ПЭНД и эластомеров (синтетического каучука) марки СКМС-30РПН.
2. Разработать технологию производства погонажных изделий, в том числе дренажных труб.
В настоящей работе представлены результаты исследований по получению термопластичных композиций на основе новых блок- сополимеров термопластичных полиолефинов и эластомеров.
Объектами исследований служили:
Вторичный ПЭВП и синтетический митилстирольный каучук марки СКМС-30РПН – Воронежского завода им. С Лебедева.
Для придания высоких прочностных свойств использовали хризотиловый асбест Житигаринского месторождения. В качестве ПЭВП использовали отходы производства полиэтиленовой пленки и упаковки торговых организаций. Выбор в качестве полимерного связывающего вторичных полиолефинов наличием ТБО.
Расчет производится с учетом образования ТБО 50-80 шт в год на душу населения, т.е. в городе с населением 100.000 человек в год образуется 5000 тонн вторичных полимеров из которых 90-95% составляет полиолефины примерно 4500 тонн. По ориентировочным потребность в материалах для производства труб в том числе дренажных Республики Казахстан составляет 15-20 тыс.тонн в год. Таким образом, тема настоящей работы является актуальным. В таблице 1 представлены показатели свойств полиолефинов и эластомеров.
Таблица.1.
Показатели свойств блок-сополимеров на основе полиолефинов и эластомеров
Показатели свойств
ПЭВ П
СКМС- 30РПН
Блок-сополимеры
1 2 3
1. Плотность, кг/м3
965 785 98
4
924 936
2. Прочность на
растяжение МПа 14 12 14 14 16
3.
Морозостойкость,ºC -30 -60 -
50
-50 -50
4. Стойкость к циклическим нагрузкам ,цикли
103 103 10
5
105 105
5. Стойкость к 100 150 15 150 150
растрескиванию, часы
0
6. ПГП 2/10 мин. 2-4 4-5 4- 5
4-5 4-5
7.Эластичный
Остаток, % - 30 30 30 30
Композиции готовили предварительной пластикацией полиолефинов с каучуком в соотношении 1:1 на лабораторных вальцах лабораторного комбайна «Scamia»(Франция) при Т=120-150ºC в течение 30-35 мин и вращении валков 30-45 об/мин с коэффициентом функции 1,05-1,1.
Полученную смесь с поверхности валков срезали в виде полос шириной 5-10 см с толщиной 1-2 мм. Полосы пропускали через ножевой гранулятор.
Размера ячеек сеток составляли 2-3 мм. После грануляции просеивали через сито 2. Затем гранулят подавали на 2-х шнековый лабораторный экструдер
«Batteufeld» (ФРГ). Режим грануляции представлен в таблице .2.
Таблица.2.
Режим грануляции концентрата блок-сополимеров.
Наименование параметров
Показатели
Температура, ºC Nоб(ми
н)
t, мин.
I-II III-VI
зон голо
вки Температура, ºC по
зонам Экструдер
120 130 125
160 170 170
180 180 190
45 60 60
- - -
Вальцы
120 120 120
130 130 130
- -
30 35 45
4 5 5
Физико-механические свойства композиций оценивали по стандартным методикам на образцах в виде лакатки с размерами 120 * 15 * 2мм и диска с диаметром 100мм и толщиной 2мм.
Образцах готовили прямым прессованием на лабораторным
вертикальном гидравлическом прессе при Р=100МПа, температура пресс- формы составляла 60,70,80ºC.
Измерение прочности на растяжение [σ р= ω] Сжатие [σ спс], изгибе [σ
и], модуль упругости Е при растяжений (Ер) оценивали на приборе Xwick (Швеция), скорость растяжения, сжатия и изгибе составляла V=50 мм/мм.
Циклические испытания проверки на приборе «UTS-10 Testtechhik»(ФРГ) при σ и =0,1 σ р . Ударную вязкость определяли на приборе КМ-50 (Россия).
На рисунке 1 показаны зависимость σ р σспс от содержания СКМС- 30РПН
1- ПЭВВ 2-ПЭНД 3-ПП пунктир - сжиизг
Рисунок 1. Зависимость прочностных свойств блок-сополимеров от содержания СКМС-30РПН (φ).
Как видно из представленных данных прочностные показатели с
повышением содержания СКМС-30РПН. Это может объяснить образованием
трехмерной пространственной макроструктуры материала. В пользу этого вывода служит показания набухания стандартных образцов и экструдата значения, которых в таблице .2.
Таблица.3.
Значения набухания экструдата (параметры корреляции)
Состав композиций Показатели набухания экструдата Тr 170 2Тr =190 3Тr=210ºC 1
.
ПЭВП 75 70 50
2 .
Блок-сополимер:
ПЭВД+СКМС30РН 3,0 2,0 1,8
3 .
Блок-сополимер:
ПП+СКМС30РН 15 10 10
4 .
Блок-сополимер:
ПС+СКМС30РН 7,5 5,0 3,0
5 .
Блок-сополимер:
ПЭВД+ПЭНД+ПП+СКМС30РН 5,5 3,0 1,0
Судя по показателям набухания экструдата констатировать не о снижений высокопластичного восстановления струи расплава – экструдата, а об образования нового полимера – блок-сополимера с трехмерной структурой, образованного в результате механического синтеза, что хорошо согласуется с литературными доминами. Из ряда выбранных термопластичных полимеров по шитости структуры блок-сополимера наибольшая густота сетки (Vc) образуется по следующей схеме:
Vc = ПЭВП+ СКМС30РН < ПП+СКМС30:РПН< ПЭВП+ ПЭНД + ПП+СКМС30РПН >
< ПС+СКМС-30РПН.
В работе [5] показано, что наибольшая сшивка макромолекул с макромолекулами (фрагментами) СКМС - 30РПН протекает в системах с ПП
и ПС (степень сшивки до 57%). Таким образом, следует отметить, что композиций – блок-сополимера по дефармационно – прочностным свойствам макроструктуре соответствует термопластичным материалом согласно ГОСТ 7389-89 и могут быть использованы для производства технических изделий и деталей.
Список использованной литературы.
1. Миискер В.М. Поливинелхлорид М.: Химия, 1979, - с -5-7.
2. Материалы будущего / под ред. Неймана А.Л. ..Химия, 1985, - с 110- 115.
3. В.Е.Гуль, М.С. Акутин, Основы переработки пластмасса. – М .: Химия, 1985, -400 – с.
4. Иманов А.Н., Садвакасов М.С., Байболов С.М. Технология
производства композиционных строительных материалов / труды КарГТУ, Караганда, 1996.- с 157-160.
5. Садвакасов М.С., Иманов А.Н., Байболов С.М Механохимическая модифические свойств композиций на основе суспензионного
полевенилхлорида материалы Республиканской научно- практических конференций «Состояние и перспектива производства органических
материалов на базе сырьевых ресурсов Казахстана» - Караганда.: Арко, Каргу – 1997. – С 251-253.
