Реклама
ГЛАВНОЕ
Реклама
B2B-ПЛОЩАДКА
БИРЖА ТРУДА

Союз переработчиков пластмасс

Медиаплан 2024

СТАТЬИ И ОБЗОРЫ
 

Альтернативные нуклеаторы для производства газонаполненных полимеров

| Тема: Сырье

В наше время вспененные полимеры нашли применение в производстве упаковки, автомобилей, авиастроении, судостроении, производстве изделий для спорта, строительстве и др. отраслях. Они востребованы там, где необходимо обеспечить защиту изделия, амортизацию, звуко- и теплоизоляцию. Можно сказать, что изделия из вспененных полимеров стали не только не заменимыми, но и технологически сложными продуктами.

Так, например, вспененные полимеры широко применяются в строительстве. Такие свойства, как пластичность, перерабатываемость в различные конечные изделия позволяет применять их для защиты и сбережения тепла не только в домах, но и в трубопроводах, на теплотрассах. Но к строительным тепло- и звукоизоляционным материалам предъявляются особенно высокие требования. Специалисты постоянно работают над такими показателями, как плотность пены, размер ячеек, их однородность и др., что позволяет сокращать толщину изоляционного материала и улучшать его потребительские характеристики.

О результатах эксперимента канадских ученых, которые довольно простым способом добились повышения ячеистости и плотности пенополиэтилена, проинформировал технический директор ООО «Интернешнл Пластик Гайд» Эдуард Замыслов. «Наша компания уже десять лет, с самого своего основания, следит за развитием мировой науки и продвигает на российский рынок новейшие зарубежные разработки. Мы стараемся предугадывать и формировать потребности перспективных сегментов переработки полимеров. Результаты исследования канадских коллег очень заинтересовали нас и мы уверены, что российские производители пенополиэтилена так же примут эту информацию во внимание», - заявил г-н Замыслов. Тем более, добавил он, вспененные пластики могут обеспечить еще и повышенные акустические характеристики, столь востребованные не только в строительстве, но и в автопроме и др. областях.

Научная работа, о которой говорит представитель компании-дистрибьютора функциональных добавок и красителей для полимеров, выполнена специалистами Факультета химического машиностроения и научно-исследовательского центра инженерий макромолекул (CERSIM), Университет Лаваля, Квебек.

Denis Rodrigue, Slimane Souici, Eddy Twite-Kabamba решили проверить сведения, полученные из сферы переработки древесно-полимерных композитов. Уже было замечено, что в присутствии древесной муки вспениваемый полиэтилен в древесно-полимерном композите дает на выходе более плотную и мелкую структуру пены. Если это так, то можно предположить, что древесная мука выполняет роль нуклеатора, т.е. вещества, являющегося структурообразователем и определяющего основные параметры ячеек при пенообразовании в полимере. А, значит, можно будет применять ее как альтернативу существующим добавкам, таким как тальк, оксид кремния, наноглины.

Нуклеатор проявляет свое действие в экструдере, куда его загружают вместе с гранулами полимера и порцией вспенивающего вещества. Когда начинается процесс вспенивания, пузырьки газа «встраиваются» в матрицу полимера, а нуклеатор способствует тому, чтобы образующиеся ячейки пены были как можно меньше, а сама пена плотнее.

Чтобы выяснить, действительно ли древесная мука справится с такой задачей, сколько ее нужно добавлять и какой фракции, канадские ученые провели эксперимент. С помощью специальных сеток березовую муку просеяли и распределили по размеру частиц на три группы: 45-61 мкм (сетка 230), 104-125 мкм (сетка 120 –140) и 180-210 мкм (сетка 70 – 80). Пены производили с каждым размером частиц (мука, порошок и волокна) при добавлении 0,5; 1; 2 и 5 phr древесины (phr – частей на 100 единиц).

При вспенивании образцов вначале компаундировался полиэтилен (ПВД) с древесной мукой и химическим агентом (активированным азодикарбонамидом - АКА) способом сухого смешивания. При этом, чтобы избежать воздействия большого содержания газа на процесс нуклеации, все эксперименты проводились с введеним АКА в объеме 0,5 phr. Затем смесь загружалась в экструдер, и после переработки на выходе получались вспененные образцы.

После этого проводился анализ образцов, полученных при каждом условии. Всего 12 образцов. Теоретическая плотность пен была получена отношением веса к объему каждого образца. Габариты образцов измерялись микрометром, а вес точно взвешивался до 0,1 мг.

В ходе работы возникло так же предположение, что на процесс вспенивания влияет не только количество частиц, но так же и площадь поверхности (геометрия частиц). Влияние частиц древесины на размер ячеек вспененного полимера отражены в таблице 1.

Таблица 1. Средний диаметр ячейки и стандартное отклонение в композитных пенах (мкм). 
Содержание древесной муки (phr)

Размер частиц (мкм)   0,5 1  2 5
 45-61 119 ± 33  125 ± 24  115 ± 29   93 ± 24
 104-125 128 ± 24  136 ± 30  128 ± 23  84 ± 38
 180-210 144 ± 29  131 ± 24  123 ± 25  76 ± 18
 Не наполненный ПВД  221 ± 42     

Как видно из таблицы, средний диаметр ячейки уменьшается с увеличением содержания древесной муки.
Что касается плотности ячеек в композитных пенах, то результаты эксперимента представлены в таблице 2.

Таблица 2. Плотность ячеек NF (106 ячеек/см3) ± стандартное отклонение.
Содержание древесной муки (phr) 

Размер частиц 
(мкм)   
 0,5
 45-61  1,0 ± 0,2  1,4 ± 0,3  1,6 ± 0,1  7,5 ± 0,6
 104-125  1,0 ± 0,1  1,0 ± 0,1  1,2 ± 0,1  8,0 ± 0,4
 180-210  1,0 ± 0,1  1,1 ± 0,1  1,1 ± 0,1  7,1 ± 0,1
 Не наполненный ПВД  0,21 ± 0,01     

Как и предполагали канадские ученые, увеличение количества частиц древесины привело к существенному увеличению плотности ячеек. Получилось, что введение даже столь малого количества древесной муки, как 0,5 phr, ведет к пятикратному увеличению плотности ячеек (2,0х105-1,0х106).

Так же из данных, полученных по размеру ячеек (табл.1) и по плотности ячеек (табл.2), очевиден эффект гетерогенной нуклеации. Так как количество вспенивающего агента было одинаковым (постоянная плотность пены), увеличение количества частиц древесной муки (содержание древесины) повысило вероятность создания ядер ячеек. Таким образом, бόльшее количество ячеек вступило более быстро в реакцию с имеющимся газом и ограничило рост ячеек. В результате на выходе в указанных образцах структура пены оказалась более плотная и мелкая.

Подводя итог проделанной работе, авторы эксперимента сделали следующие выводы:
• Частицы древесной муки, действительно, послужили нуклеатором, применение которых существенно повлияло на структуру пены.
• Так, увеличение объема древесной муки значительно уменьшает средний размер ячеек пены. В настоящей работе средний диаметр ячейки уменьшился в три раза (с 221 до 75 мкм) при введении древесной муки в объеме до 5 phr.
• Увеличение объема древесной муки до 5phr увеличивает плотность ячеек в 40 раз (с 2,0х105 до 8,0х106 ячеек/см3).
При этом влияние размера частиц муки осталось не до конца понятным, так как остались в рамках погрешности.

По мнению технического директора ООО «Интернешнл Пластик Гайд» Эдуарда Замыслова, результаты эксперимента канадских ученых могут послужить поводом к дальнейшей разработке темы вспенивания полимеров и поиска эффективных нуклеаторов переработчиками пластмасс в России. Кроме того, свойства древесно-полимерных композитов еще мало изучены. Эта тема новая и перспективная. И именно в этой области можно ждать новых, важных, полезных и интересных открытий в ближайшее годы.


СТАТЬИ ПО ТЕМАМ
 Технологии [156]     Изделия [80]   
 Оборудование [45]     Сырье [121]   
 Обзоры рынков [209]     Интервью [111]   
 Репортаж [29]     Все статьи   

Статьи публикуются с разрешения автора и обязательным указанием ссылки на источник

Редакция оплачивает на договорной основе
технические статьи, маркетинговые отчеты, рецептуры, обзоры рынка
и другую отраслевую информацию и права не ее размещение

Приглашаем специалистов к сотрудничеству в качестве внештатных авторов и консультантов!

По вопросам публикации и оплаты статей обращайтесь в редакцию:
Тел: +7 (499) 490-77-79
Прислать сообщение


Полное или частичное копирование любых материалов, опубликованных на Plastinfo.ru, для размещения
на других Интернет сайтах, разрешается только с указанием активной гиперссылки на plastinfo.ru !

Полное или частичное использование любых материалов, размещенных на Plastinfo.ru,
в СМИ, печатных изданиях, маркетинговых отчетах, разрешается только с указанием ссылки
на «Plastinfo.ru» и в некоторых случаях требует письменного разрешения ООО Пластинфо




Реклама
ОПРОС НА PLASTINFO.RU

Ваш прогноз на изменение цены первичных полимеров в 2024 году?

результаты


Проводится с 05.03 по 30.04.2024

Получаем результат...
Онлайн магазин книг Телеграм канал Plastinfo.ru Рупластика: международная специализированная выставка пластмасс и каучуков видео о индустрии переработки пластмасс и каучука

Новости

Выставки и конференции
Государство и бизнес
Литература и образование
Новые материалы и марки
Обзоры и анализ рынков
Обзоры СМИ
Оборудование
Объемы и мощности
Отходы и экология
Персоны и назначения
Пресс-релизы, форс-мажоры
Разработки изделий
Слияния и новые имена
Цены на сырье и изделия

Изделия

Полипропиленовые трубы
Полиэтиленовые трубы
Фитинги
ПВХ окна и двери
Емкости 1-5л
Канистры
Полиэтиленовая пленка
Мешки, пакеты майка
Термоусадочная пленка
Вагонка, сайдинг, профили
Сотовый поликарбонат

Объявления

Продать
Купить
Вакансии
Резюме
Форум

Информация

Справочник покупателя
Статьи и обзоры
Глоссарий
Выставки
Опросы
Стандарты
Видео Plastube

Подписка

Бизнес газета
Цены на полимеры
Импорт и экспорт
Магазин отчетов
Магазин книг
Polyglobe

О проекте

Контакты
Карта сайта
Партнеры
Реклама