Технология получение электропроводящих композиций на основе термоэластопластов.
Кожахмет М.С.
старший преподаватель кафедры «Проектирование зданий и сооружений»
Байжанов Ж.О.
Весник Костанайского социально – технический университета им З. Алдамжара г.
Костанай,2010
Аннотация К статье Иманова А.И. Кожахмет М.С. Логинов В.Н.
Технология получение электропроводящих композиций на основе термоэластопластов.
В настоящей работе предложена технология получения электропроводящих композиций на основе термоэластопластов (ТЭП), полученных по механической технологии.
Установлено, что полученный ТЭП является электропроводящим материалом и могут быть использован для производства токопроводящих изделий
Андатпа А.Н.Иманов, М.С. Қожахмет, В.И. Логиновтың
Тоқ өткізгіш композицияларды термоэластопласт негізінде алу технологиясы.
Аиталмыш жұмыста механикалық технология бойынша алынған термоэластопласт негізінде тоқ өткізгіш композиция алу технологиясы берілген.
Annotation of the article by Kozhahmet M.S
“ The properties of electrical compositions on the basis of thermoplastic copolymers blocks ”
In nowadays, there is information about the production of electrical polymer compositional materials and products on the basis of extrusion or die casting.
It is recommended to use them for products and details’ production exploited in conditions of the accumulation of electrostatic charges and production’s explosive conditions.
Проводимость полимерных материалов, содержащих электропроводящие наполнители, зависит главным образом, от их расположения относительно друг друга и от контактного сопротивления между соседними частицами [1].
Бурное развитие химической технологий полимерных композиций позволяет получать электропроводящие материалы со свойствами термопластов и эластомеров, что оказывается наиболее приемлемым в условиях эксплуатации. С другой стороны предприятия Республики
Казахстан импортируют электропроводящие материалы из-за рубежа, что сказывается на ритмичность поставок и себестоимости изделий.
В настоящей работе предложена технология получения
электропроводящих композиций на основе термоэластопластов (ТЭП),
полученных по механохимической технологии. Термоэластопласты – новый класс полимерных композиций, которые начали широко использоваться в технологически развитых странах мира за последние 10 лет.
В качестве исходных компонентов в работе использованы синтетический каучук марки СКМС- 30 РПН и вторичный полиэтилен высокой плотности.
Механохимический синтез осуществляли на 2-х шнековом лабораторном экструдере с диаметром шнека 16мм и L/Д =25.
Технологические параметры: (температуру экструдирования, число оборотов шнека) оценивали на приборе ИИРТ-2А и Реограф-2000
Теплофизические характеристики ТЭП измеряли на приборе «ТS 3000»
ф.«Меттлер» Физико-механические и эксплуатационные свойства определяли по стандартным методикам [2,3] на стандартных приборах.
В таблице 1 представлен режим грануляции ТЭП на лабораторном 2-х шнековом экструдере «Брабендер».
Таблица 1.Физико-механические свойства ТЭП полученных механохимическом способам.
Наименование композиций
Показатели свойств ПТР=110г/10
мин
σр,МПа σv, Ом.см tg δ
Композиция 1 2,5-3 19-21 1*10-4 1*10-3
Композиция 2 3-3,5 20-22 1*10-4 1*10-3
Композиция 3 3-3,5 20-22 1*10-4 1*10-3
Стандартная композиция
2,8-3 10-14 1*10-5 1*10-3
Полученные данные свидетельствуют о том, что полученные материалы соответствуют показателем электропроводящих композиций П2ТЭС.
Для придания электропроводимости нами был использован технически углерод, полученный из отходов тормозных колодок железнодорожных вагонов и платформ. Отработанные накладки тормозных колодок после
освобождения от чугунных каркасов подвергали электроискровому разряду в водной среде. Полученную смесь высушивали до постоянного веса при Т=
100°С в течение 2-3 часов в сушильной камере. Затем механическим путем извлекали волокнистые наполнители и просевали через сито с ячейками 5мкм Полученный материал измельчали в шаровой мельнице. Анализ показал что в пробах содержатся 100% технического углерода следующих фракций:
До 1мкм – (3-7) масс % До 5мкм –(10-25) масс % До 10мкм – (57-68) масс % Более 10мкм –менее 0,1 масс %
Электропроводимость технического углерода составляла 10-2 Ом.см.
Для оценки технологических свойств полученных материалов проводили реологические исследования, результаты которых представлены на рисунке 1
Рисунок 1. Зависимость показателя текучести расплава (ПГР) и степени кристалличности СК от содержания стирола в ТЭП
Из экспериментальных данных следует, что максимумы степени
кристалличности с увеличением содержания стирола смещаются в сторону меньших значений, что свидетельствует об изменении структуры ПЭВП и образовании структуры ТЭП. ИК спектры подтверждают о присоединении СКМС-30 РПН к цепи ПЭВП.
Таким образом, полученный ТЭП является электропроводящими материалами и могут быть использованы для производства изделий для обеспечения безопасности работ в комплекте горношахтного, химического и медицинского оборудований.
Таблица 1.Технологические параметры режима грануляции ТЭП.
параметры Показатели
Температура по зонам 0С
Число оборотов
цилиндра головки шнеков
I II IV Об/мин
Композиция 1 Композиция 2 Композиция 3
Стандартная рецептура
120-130 120-130 120-130
130-150 130-150 130-150
150-180 150-190 160-180
190-200 190-210 200-210
30-45 40-50 50-60
В таблице 2 представлен композиционный состав исследуемых ТЭП Таблица 2 Композиционный состав
Наименование компонентов
Содержание масс. %.
1 2 3 4
Вторичный ПЭВП Первичный ПЭВП СКМС -30
Стеариновая кислота
Кремнийорганичес кая
жидкость КО«Силор»
69,745 -
30 0,2 0,5 0,05
64,745 -
35 0,2 0,5 0,05
59,745 -
40 0,2 0,5 0,05
- 60 40 0,2 - -
Полученные гранулы ТЭП проверяли по составу, ИКС центра позволили показать, что композиций содержат до 30 масс. % связанного стирола с и соответствуют классу ТЭП. В таблице 3 представлены физико-механические свойства ТЭП полученных механохимическим способам в процессе
экструзии на стандартном шнековом экструдоре. Представленные данные свидетельствуют, что исследуемые материалы относятся к классу
электропроводящих и могут быть использованы для изготовления изделий и деталей для комплектации агрегатов и машин, работающих в условиях
концентрации статистических зарядов и во взрывоопасных условиях (шахта, нефтепроводы, трубопроводы, нефтехимической и газовой промышленности элеваторах и лакокрасочной промышленности.
Список использованной литературы.
1 Гуль В.Е.
Электропроводящие полимерные композиции М.Химия. 1984- с4-27 2 А.П Григорьев, О.Я Федотова Лабораторный по технологи масс. М Высшая школа 2986,-45-486
3 Калиничев Э.Л, Свойства и переработка пластмасс Л: Химия,1983.
С 160-168.
