СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 6

1 Обзор научно-технической литературы 7

1.1 Общие представления о термоэластопластах 7

1.2 Представители класса и области применения 8

1.3 Смесевые наполненные термоэластопласты 10

1.4 Получение смесей эластомеров и пластмасс 14

1.5 Наполнители 15

1.6Усиление каучуков 20

1.7 Сферы конечного применения 24

2 Термодинамический анализ 26

2.1 Определение совместимости каучука и термопласта 26

2.2 Расчет параметров растворимости полимеров 26

2.3Расчет энергии Гиббса процесса смешения ПА-6 и акрилатного каучука 28

3 Анализ технологического процесса 30

3.1 Переработка смесевых термоэластопластов 30

3.2 Процесс литья под давлением смесевых термоэластопластов 31

3.3 Экструзия смесевых термоэластопластов 34

3.4 Пневмоформование 36

3.5 Стадии изготовления изделий из термоэластопластов 37

ВЫВОДЫ 41

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 42

ВВЕДЕНИЕ

Эластомеры и композиции на их основе нашли широкое применение в нашей жизни. Однако, получение или их переработка требует немалых затрат материалов, времени и энергии, и при эксплуатации необходимо получить узкий комплекс физико-механических свойств. Ввиду того, что вторично переработать вулканизованные резиновые изделия не возможно с сохранением высокого набора деформационно-прочностных показателей, производство изделий из эластомеров остается высокоотходным и экологически вредным. На сегодняшний день стоит проблема утилизации изделий из них, вышедших из эксплуатации, и изделий полученных с производственным браком.

В настоящее время в производстве композиционных изделий разрабатываются новые технологические процессы, направленные на повышение производительности труда за счет интенсификации, механизации производства, уменьшения отходов и вторичного использования сырья. К числу таких разработок относится получение перспективного класса полимерных материалов - термоэластопластов. Композиционные материалы на основе комбинации каучуков с термопластами, полученные механическим смешением, сочетают свойства резин при эксплуатации и обладают термопластичностью при высоких температурах. Эти материалы, названные смесевыми термоэластопластами, способны вторично перерабатываться с сохранением высокого комплекса физико-механических свойств. Изменением соотношения каучуков и термопластов, используемых для изготовления смесевых термоэластопластов, можно добиться нужных показателей.

Хотя проделана большая работа в изучении смесевых термоэластопластов и на основе ее сделаны важные выводы, до сих пор остается множество вопросов, требующих подробного рассмотрения. Поэтому в данной работе рассмотрены свойства и структурные особенности, проведен анализ технологического процесса выпуска олефиновых термоэластопластов, полученных методом механического смешения.

1 Обзор научно-технической литературы

1.1 Общие представления о термоэластопластах

Термоэластопласты (термопластичные эластомеры), полимерные материалы, обладающие в условиях эксплуатации высокоэластичными свойствами, характерными для эластомеров, а при повышенных температурах обратимо переходящие в пластическое или вязкотекучее состояние. Они сочетают свойства сшитых каучуков со свойствами термопластов, что позволяет перерабатывать их по более простой технологии, чем резины.

Термоэластопласты, получаемые смешением в определенном соотношении определенного типа каучука с термопластом, называются смесевыми термоэластопластами.

Композиционные материалы на основе комбинации каучуков с термопластами, полученные методом динамической вулканизации, сочетают свойства резин при эксплуатации и обладают термопластичностью при высоких температурах. Эти материалы, названные динамическими термоэластопластами, способны вторично перерабатываться с сохранением высокого комплекса физико-механических свойств. Варьированием соотношения каучуков и термопластов, используемых для изготовления ТЭП, можно добиться нужных показателей от резины до пластика. Особые качества материала делают его стопроцентно пригодным для вторичной переработки.

Термоэластопласты, получаемые смешением эластомера и жесткоцепного термопласта, являются наиболее перспективными материалами для практического использования. Правильно подбирая состав полимерных смесей, можно получать материалы с необходимыми комплексами свойств, отличных от свойств исходных полимеров.

Основными достоинствами и преимуществами ТЭП по сравнению с традиционной резиновой технологией получения изделий являются:

• Безотходное и экологически чистое производство благодаря возможности многократной переработки без ухудшения эксплуатационных свойств;

• Возможность получать материалы с широким спектром свойств от эластических до ударопрочных;

• Меньший расход материала для получения изделий (в среднем на 30 %);

• Широкий температурный интервал работоспособности (от 60 до 150 ^оС);

• Термосвариваемость;

• Возможность переработки высокопроизводительными методами: инжекционное формование, экструзия, формование с раздувом, которые характерны для переработки пластмасс;

• Существенно меньшая стоимость готового изделия.

1.2 Представители класса и области применения

Практическое применение нашли бутадиен-стирольные (SBS), полиэфирные (СОРЕ), полиуретановые (TPU) и полиамидные (СОРА). Применение блок-сополимеров в производстве резино-технических изделий ограничено из-за некоторых существенных недостатков, в частности из-за невысоких деформационно-прочностных свойств при повышенных температурах. Кроме того, TPU, СОРЕ, СОРА имеют большую жесткость и высокую стоимость.

Стирольные блок-сополимеры общего назначения являются наиболее дешевыми и нашли применение в обувной промышленности, производстве клеев, асфальтов.

Полиуретановые термоэластопласты обладают высокой износостойкостью и используются для производства литьевых формовых изделий, различных покрытий.

Полиэфирные и полиамидные термоэластопласты относятся к материалам специального назначения, поэтому цена на них выше, а область применения более ограничена. Из полиэфирных ТЭП изготавливают различные формовые резинотехнические изделия, рукава высокого качества, бесшумные шестерни; ТЭП используются в бамперах новой конструкции. Полиамидные ТЭП на мировом рынке появились на рынке сравнительно недавно. Они используются в кабельной промышленности, а также в области, где требуются материалы, обладающие хорошим сопротивлением воздействию различных химических масел и сред.

Смесевые термоэластопласты не всегда удовлетворяют требованиям, предъявляемым к изделиям. В частности, такие изделия имеют неудовлетворительные высокоэластические свойства при повышенных температурах, обладают недостаточной стойкостью к агрессивным средам, ползучестью под нагрузкой, вследствие чего область их практического применения ограничена.

Примерно половина смесевых ТЭП применяется автомобильной промышленностью для изготовления бамперов. Кроме того, ТЭП используются в качестве модификаторов ударной вязкости полипропилена и других пластиков, а также в кабельной промышленности для изготовления кабелей, оболочек для проводов, строительной индустрии и ряде других отраслей.

В настоящее время в мировой практике из всех известных и применяемых термоэластопластов самые высокие темпы роста производства и применения имеют динамически вулканизованные термоэластопласты марки «Сантропен» на основе СКЭПТ и ПП.

Динамические ТЭП используются в производстве автодеталей (колпачки для системы управления, уплотнения для тяг, детали амортизаторов, гибкие патрубки в системе двигателя, специальные уплотнения вращающихся валов, уплотнения для окон, дверей, капота, багажника, детали системы зажигания, детали для эффективного уменьшения шума, вибрации, увеличения плавности хода, различные детали интерьера, подкапотные детали и др.)

В производстве кровельных, гидроизоляционных, уплотнительных материалов для строительства гражданских и промышленных сооружений.

В производстве различных резино-технических изделий (рукава, шланги и другие формовые и неформовые изделия). Для изоляции кабелей и деталей электроприборов. В производстве обуви и других товаров народного потребления.

Благодаря своей относительно низкой стоимости и достаточно высоким эксплуатационным характеристикам смесевые термоэластопласты являются одним из самых перспективных классов полимерных композиционных материалов.