Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Технологические добавки в процессах переработки полимерных композиционных материалов. Учебное пособие.pdf
основным инструментом для оценки эффективности различных смазывающих материалов в составе полимерных композиций.
Для оценки эффективности применения смазок в процессах литья
термопластов под давлением используются такие испытания, как проливаемость по спирали, испытания прочности линии спая и усилие
съема с формы.
При использовании смазок в процессах компаундирования полимерных композиций, например при производстве суперконцентратов,
оценивают изменение крутящего момента на смесительных элементах
в процессе компаундирования расплава полимера. Испытания могут
проводиться как в роторных смесителях периодического типа, так и в
непрерывных экструзионных установках. В случае измерения крутящего момента в роторных смесителях определяющими параметрами
являются вес образца, давление запирания, скорость вращения роторов и температура расплава. Результаты измеренного крутящего момента обычно регистрируются в автоматическом режиме и выводятся
на экран управляющего компьютера в виде пластограммы, по характеру которой можно судить об эффективности действия смазки. При
оценке крутящего момента на экструзионных машинах фииксируются
также такие параметры, как давление по длине материального цилиндра и на фильере и массовая производительность процесса экструзии.
Данные инструменты могут оказаться весьма полезными при разработке новых рецептур полимерных композиций. В некоторых случаях
(например, при переработке ПВХ-композиций) для оценки эффективности действия смазок используются обогреваемые вальцы, которые
позволяют отследить адгезионные эффекты при моделировании процесса каландрования, а также использоваться для приготовления полимерных смесей.
Многие смазки оказывают пластицирующее действие на расплавы полимерных композиций, поэтому важным методом оценки является определение прочности расплава полимера. Метод основан на
измерении нагрузки, действующей через отводящее устройство на
струю выходящего экструдата и вызывающей его деформацию. Данный метод позволяет отличить внутренние смазки, уменьшающие вязкость, от внешних, которые улучшают текучесть только при высоких
скоростях сдвига.
Эффективность смазки также можно оценить по анализу параметров готового изделия. В этом случае оценивается в основном качество поверхности и гладкость.
81
В четверной главе рассмотрены практические аспекты применения смазок для различных типов полимерных материалов. Для каждого типа полимерного материала можно подобрать комплекс необходимых внешних и внутренних смазок в зависимости от стоящих задач.
Следует принимать во внимание тот факт, что смазки могут оказывать
неаддитивное воздействие не только друг на друга, но и на остальные
компоненты полимерной композиции, поэтому при разработке рецептуры при включении каждого нового компонента необходимо оценить
его влияние на весь состав.
Одним из наиболее важных применений смазок является переработка жесткого ПВХ, поскольку данный класс материалов очень чувствителен к деструкции при переработке, а сложный состав стабилизирующих систем хоть и может оказывать смазывающий эффект, но
дополнительное применение смазок в этом случае обусловлено необходимостью компенсировать сильную адгезию расплава к металлической поверхности оборудования. В пластицированных композициях
ПВХ-пластификаторы придают материалу хорошую текучесть, а стабилизаторы, содержащие металлические мыла, обеспечивают необходимый антиадгезионный эффект, поэтому такие смазки, как стеариновая кислота и окисленные ПЭ воски, вводятся дополнительно до 0,20,5 %. Смазки широко используются при переработке стирольных
пластиков, например АБС-пластика.
Несмотря на то что композиции на основе полиолефинов относительно хорошо перерабатываются, использование дополнительных
смазок необходимо не во всех случаях. Кроме того, стеараты цинка и
кальция, используемые в составе полиолефиновых композиций в качестве поглотителей кислот, также оказывают смазывающий эффект.
Технологические проблемы, возникающие при скоростной переработке высокомолекулярных полиолефинов, таких как ЛПЭНП, решаются
в основном за счет применения процессинговых добавок на основе
фторполимеров. Скользящие и антистатические добавки, используемые в составе рецептур полиолефинов, также оказывают заметный
смазывающий эффект. Важным аспектом применения смазок является
переработка композиций на основе конструкционных пластиков, особенно наполненных армирующими наполнителям. Учитывая высокую
температуру переработки данного класса материалов, следует отдавать предпочтение термостойким смазывающим материалам. Смазки
также широко применяются в полимерных композициях, наполненных натуральными волокнами, например в древесно-полимерных
82
композициях. Важную роль смазки играют при переработке эластомерных композиций, которые также называют промоторами перерабатываемости резин или технологическими добавками. Среди наиболее
широко используемых добавок в резиновой промышленности можно
выделить лубриканты, диспергирующие и гомогенезирующие агенты,
повысители клейкости, пептизаторы, промоторы перерабатываемости
общего назначения.
В пятой главе рассмотрены основные тенденции производства и
применения смазок в полимерной промышленности. Описаны новые
типы смазок, например реакционноспособные, которые после взаимодействия с основным полимеров становятся стойкими к миграции.
Основными проблемами при использовании смазок являются их способность к миграции из полимерной композиции, невысокая термостойкость, а также негативное влияние на прочностные свойства полимеров. Решением данных проблем может стать использование высокомолекулярных добавок с более высокими предельными температурами переработки.
Большинство коммерчески доступных смазок представлено в
итоговой таблице, в которой сведены торговые названия добавок, категория по химическому строению и приведены ссылки на сайт производителя, что является довольно удобным инструментом при поиске
необходимой добавки для той ли иной полимерной композиции при
разработке её рецептуры.
83
СОДЕРЖАНИЕ
Подписано в печать 30.12.2016
Формат 60×84 1/16
Бумага офсетная
Печать ризографическая
4,88 усл. печ. л.
5,25 уч.-изд. л.
Тираж 100 экз.
Заказ «С» 338
Издательство Казанского национального исследовательского
Отпечатано в офсетной лаборатории Казанского национального
420015, Казань, К. Маркса, 68
Введение
3 7 1.1.Понимание смазывающего эффекта
7
1.2.Внутренние смазывающие эффекты
10
1.3. Внешние смазывающие эффекты
15
1.4. Влияние на поверхность готового изделия
20
1.5. Диспергирующий эффект
22
2. Группы смазывающих материалов и их свойства
26
2.1. Основные типы смазывающих веществ
26
2.2. Токсикологические и экологические аспекты
34
3. Испытание смазок
36
3.1. Методы оценки свойств смазок
36
3.2. Испытания расплавов термопластов
38
3.3. Испытание готового изделия
47
4. Практическое использование смазок
48
4.1. Смазки для ПВХ
48
4.2. Смазки для стирольных полимеров
54
4.3. Смазки для полиолефинов
55
4.4. Смазки для конструкционных термопластов
56
4.5. Примеры применения технологических добавок в процессах
переработки древесно-наполненных композитов
60
4.6. Технологические добавки для эластомерных композиций
65
5. Технологические тенденции и перспективы
73
Заключение
77
Содержание
84
Редактор Л. Г. Шевчук
технологического университета
исследовательского технологического университета
84