Разработка композиции на основе полиэтилена для термоусадочных пленок - Химия курсовая работа

Главная

Химия
Разработка композиции на основе полиэтилена для термоусадочных пленок

Материалы, используемые для производства термоусадочных пленок. Методики получения полимерных композиций. Методы исследования технологических и эксплуатационных свойств полимерных композиций. Рентгенографический анализ и измерения вязкости расплава.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Ключевые слова: е-капролактам, сульфамид фталоцианина никеля, термогравиметрический анализ, дифференциальная сканирующая калориметрия, термомеханический анализ, динамический механический анализ.
Объект исследования: термические свойства полиамида окрашенного сульфамидом фталоцианина никеля
В работе термическими методами анализа (ДСК, ТМА, ТГА) изучено влияние красителя сульфамид фталоцианина никеля на свойства поликапроамида, полученного взаимодействием -капролактама, в присутствии 2,4-толуилендиизоцианата в условиях анионного инициирования. Методом ТМА установлено, что введение красителя на более поздней стадии полимеризации е-КЛ приводит к образованию полимера, характеризующегося температурой размягчения подобной для ПКА, полученного без участия красителя. Образцы, в которых краситель был добавлен через 2 минуты от начала реакции, теряют вес при более низкой температуре, чем ПКА, в котором ввод красителя осуществлялся через 20 минут. Методом ДСК показано, что чем позднее вводится краситель в систему, тем меньше в ней содержаться низкомолекулярных фракций.
ПЭВП - полиэтилен высокой плотности
ЭВА - сополимер этилена с винилацетатом
ВХВД - сополимер винилхлорида с винилиденхлоридом
мПЭ-полиэтилен катализированный металлоценом
ММР - молекулярно-массовое распределение
МН прдольное (машинное) направление
1.2 Материалы, используемые для производства термоусадочных пленок
2.1 Характеристика используемых в работе веществ
2.1.1 Полимер полиэтилен низкой плотности
2.2 Методики получение полимерных композиций
2.2.1 Методика получения полимерных композиций
2.3 Методы исследования свойств полимерных композиций
2.3.1 Методы исследования структуры полимерных композиций.
2.3.2 Методы исследования технологических и эксплуатационных свойств полимерных композиций
2.3.3 Измерения эффективной вязкости расплава
2.3.4 Термические методы исследования
3.1 Свойства смесей на основе ПЭНП марки 10803-020 и ЛПЭНП марки 5118Q
В современном мире значимость и объемы производимой упаковки все время возрастают. Она является мощным средством продвижения товара на рынке, при этом постоянно увеличивается роль ее качества.
На качество мягкой полимерной упаковки оказывают влияние исходные свойства полимерных пленочных материалов, а также технологические режимы и стабильность работы печатного и фасовочно-упаковочного оборудования.
Работа печатного, отделочного и фасовочно-упаковочного оборудования находится в прямой зависимости от вида и качества полимерного пленочного материала. К упаковочным материалам, перерабатываемым на высокопроизводительном оборудовании, предъявляются жесткие требования по свойствам (толщина, шероховатость, коэффициент трения, коэффициент усадки, деформационные и прочностные свойства и др.). Разброс значений этих свойств должен быть минимальным, чтобы исключить возможные остановки машин. В процессе эксплуатации упаковки важными показателями являются адгезионная прочность соединения краски с полимерной пленкой, прочность упаковки, сварных швов и др [1].
Этим свойствам соответствую пленки из полиэтилена высокой (ПЭВП) и низкой плотности (ПЭНП), из полипропилена (ПП) и других полеолефинов (ПО). Наиболее распространены пленки из ПЭНП.
По сравнению с термоусадочной пленкой ПВХ пленка ПЭНП имеет ряд преимуществ: усадка в 2 раза выше; температура усадки ниже; отсутствие мутности, высокий блеск; из-за отсутствия молекул хлора не пахнет и легко подвергается вторичной переработке [5].
Наиболее современными и качественными являются термоусадочныепленки на основе линейного ПЭ (ЛПЭ). Обладая превосходной прочностью, они, в отличие от ПП пленок, совершенно не деформируют продукт и пригодны для упаковки даже газет и журналов[2].
Термоусадочные пленки из ПП в сравнении с ПЭ отличаются повышенной жесткостью и более высокими прочностными показателями. Но по сравнению с термоусадочной ПЭ пленками имеют более высокую стоимость и мало пригодны к использованию при отрицательных температурах [5].
Термоусадочные пленки получают также на основе радиационно-модифицированного ПЭ. Это позволяет повысить их термостойкость и улучшить прочностные свойства. При производстве радиационное излучение вредит здоровью человека, себестоимость продукта возрастает по сравнению с ПО пленками, и затруднена вторичная [3].
Используя пленки на основе ПО смесей позволяет устранить некоторые недостатки, расширяют комплекс свойств смеси. Свойства смесей в отсутствии растворителя зависят от физического состояния полимерных компонентов [4].Например в промышленности к ПЭНП добавляют различные количества ЛПЭ, чтобы увеличить прочность расплава и увеличить расход потока при промышленных скоростях сдвига; а также уменьшить склонность к разрыву экструзионного потока. Однако такие смеси обычно имеют плохие механические свойства по сравнению с беспримесным ЛПЭ [2].
Целью данной работы являлось изучить влияние полиэтилена низкой плотности (ПЭНП) и линейного полиэтилена (ЛПЭ) на свойства смесей.
Конкретными задачами исследования являлись:
1. Провести литературный обзор по существующим смесям термоусадочных пленок.
2. Получение смеси при разных температурах
3. Оценить изменения ПТР, физико-механические свойства
1.1 Что такое термоусадочная пленка
Термоусадочная пленка ? это вид упаковочной пленки. Отличается выраженной способностью сокращаться под воздействием высокой температуры и, остывая, принимать форму упаковываемой продукции. Термоусадочная пленка производится из поливинилхлорида (ПВХ) и ПО, например, полиэтилена (ПЭ). Предназначена для упаковки пищевых и продовольственных продуктов на упаковочных машинах с автоматическим и полуавтоматическим управлением.
Качество пленки играет важную роль, так как пленка также является средством продвижения товара на рынке.Качествополимернойпленки зависит от исходных свойств полимеров, технологические режимы и стабильность в работе экструдера, печатного и фасовочно-упаковочного оборудования. Так же и работапечатного, отделочного и фасовочно-упаковочного оборудования находится взависимости от вида и качества полимерного материала.
Следует заметить, что существующие в нормативной документации (ГОСТы, ОСТы и ТУ) требования к полимерным пленочным материалам не учитывают специфических особенностей работы полиграфического и упаковочного оборудования. Поэтому на практике даже для пленок, соответствующих этим стандартам, часто возникают проблемы с приводкой изображения, случаи проскальзывания и торможения пленочного материала при прохождении секций в печатных и упаковочных машинах. Этим же вызвано низкое качество сварного соединения, а также его деформация в результате усадки и другие дефекты упаковки [1].
Одним из путей повышения качества упаковки предлагается использование полимерных пленочных материалов с комплексом прогнозируемых свойств. Использование таких материалов при производстве поможет стабилизировать процессы, протекающие в оборудовании, и тем самым позволит повысить производительность и качество упаковки [6].
Термоусадочные пленки можно классифицировать по нескольким признакам:
1. В зависимости от степени усадки в продольном и поперечном направлениях различают пленки одноосно-ориентированные и двухосно-ориентированные.
Одноосно-ориентированные пленки усаживаются преимущественно в одном направлении: например, в продольном на 50-70%, а в поперечном на 10-20%. Двухосно-ориентированные пленки сокращаются в обоих направлениях, с одинаковой или различными степенями усадки: например, в продольном направлении на 50-60%, а в поперечном - на 35-45%.
2. В зависимости от требований потребителей термоусадочные пленки выпускаются толщиной от 20 до 250 мкм с предельным отклонением по толщине не более 20% от заданной:
- термоусадочные пленки толщиной от 20 до 50 мкм применяются в основном для единичной упаковки;
- термоусадочные пленки толщиной от 50 до 100 мкм применяются в основном для групповой упаковки;
- термоусадочные пленки толщиной от 100 до 250 мкм применяются в основном для штапельной упаковки.
3. В зависимости от метода производства выпускаются:
Однослойная термоусадочная пленка, производимая методом экструзии. Данный метод заключается в продавливании материала под воздействием давления, возникающего в червячном экструдере, обладающего высокой вязкостью в жидком состоянии, через формующий инструмент (головку), с целью получения изделия с поперечным сечением нужной формы [7].
Многослойная термоусадочная пленка, производимая методом соэкструзии. В производстве соэкструзионных пленок находят применение те же типы экструдеров, что и в производстве однослойных пленок (однако, с полностью иным решением головок экструдеров). В процессе соэкструзии используются как минимум два, но чаще большее число экструдеров, снабженных совместной головкой. Струи различных пластмасс соединяются в фильерах, образующих конечную часть головки, реже непосредственно после выхода из головки.
4. В зависимости от технологии соэкструзии термоусадочные пленки также как и однослойные пленки имеют вид:
- рукава ? применяется (со-)экструзия с раздувом;
- полотна ? производится методом плоскощелевой (со-)экструзии, либо рукав, произведенный методом соэкструзии с раздуванием, разрезается вдоль по длине;
- полурукава. Представляет собой либо свернутое полотно (произведенное методом плоскощелевой соэкструзии), либо разрезанный рукав (произведенный методом соэкструзии с раздуванием). Для различных методов экструзии конструкция головок экструдера и остальных устройств имеет принципиальные отличия, однако устройство экструдера и принцип работы формующего инструмента одинаков для обоих способов [5].
5. В зависимости от исходного сырья выделяют такие виды термоусадочной пленки, как пленки из кристаллизующихся ПО(ПЭНП, полиэтилен высокой плотности (ПЭВП), полипропилен (ПП)), сополимер этилена с винилацетатом (СЭВА), ПВХ, сополимер винилхлорида с винилиденхлоридом (ВХВД), полистирола (ПС), гидрохлорид каучука, полиамид (ПА). Эластомерные сополимеры типа этилен/-олефин являются наиболее распространенными объектами исследований [2].
ПО термоусадочная пленка обладает особой, так называемой перекрестно-пересеченной молекулярной структурой, благодаря которой пленка с минимальной толщиной способна выдержать самые высокие нагрузки. По сравнению с термоусадочной пленкой ПВХ пленка ПО имеет ряд преимуществ: усадка в 2 раза выше; температура усадки ниже; отсутствие мутности, высокий блеск; шире диапазон температур хранения упакованных в пленку товаров без изменения свойств пленки; наличие запаса по растяжению (выше степень эластичности) предохраняет пленку от лопания; из-за отсутствия молекул хлора не пахнет, более безопасна для здоровья человека при усаживании и легко подвергается вторичной переработке. Кроме того, ПВХ может выделять хлор не только при утилизации, но и при хранении продукта при температуре выше +25°С, придавая специфический запах продукту. ПО пленки, хлора не содержащие, более лояльны к продукту [8].
Наибольшее распространение получили термоусадочные пленки из ПЭНП, обладающие удовлетворительной механической прочностью в интервале температур от -50°С до +50°С, легко сваривающиеся, эластичные и инертные по отношению к большинству упаковываемых веществ и имеющие невысокую стоимость [5]. Макромолекула ПЭ имеет линейное строение, а значит образуют кристаллическую структуру [9].
Наиболее современными и качественными являются термоусадочные пленки на основе линейного ПЭ (ЛПЭ). Обладая превосходной прочностью, они, в отличие от ПП пленок, совершенно не деформируют продукт и пригодны для упаковки даже газет и журналов. В силу многослойности пленки на основе ЛПЭ обладают некоторыми барьерными свойствами. Их также отличает широкий диапазон возможной температуры хранения товара: от -80°С до +80°С.Технологичность полимера обеспечивает повышение экономической эффективности процесса и возможность переработки его в изделия заданной формы. Она охватывает такие характеристики, как свободная текучесть полимера, прочность расплава и экструдирование полимера без деформирования экструдата. Обычные ПЭ, катализированные металлоценом (мПЭ), в некоторой степени, более трудно перерабатываемы, нежели ПЭНП, изготовленные в процессе полимеризации высокого давления. Как правило, мПЭ испытывают необходимость в более мощном двигателе и создании высокого давления в экструдере для того, чтобы соответствовать степени вытяжки ПЭНП. Обычные мПЭ имеют низкую прочность расплава, которая, например, отрицательно влияет на устойчивость к образованию пузырьков при экструзии пленки с раздувкой, а также имеют склонность к разрыву экструзионного потока при промышленных скоростях сдвига. С другой стороны, несмотря на это, мПЭ демонстрируют превосходные физические свойства по сравнению с ПЭНП.
Нет ничего необычного в том, что в промышленности к мПЭ добавляют различные количества ПЭНП, чтобы увеличить прочность расплава и чувствительность к сдвигу, а именно, чтобы увеличить расход потока при промышленных скоростях сдвига; а также уменьшить склонность к разрыву экструзионного потока. Однако такие смеси обычно имеют плохие механические свойства по сравнению с беспримесным мПЭ.
Традиционно металлоценовые катализаторы обуславливают получение полимеров, обладающих узким молекулярно-массовым распределением (ММР). Полимеры с узким ММР имеют тенденцию быть более трудно перерабатываемыми. Чем шире ММР полимера, тем легче его перерабатывать. Методика улучшения технологичности мПЭ заключается в расширении ММР полимера либо путем смешения двух или более мПЭ, молекулярные массы которых значительно различаются, либо путем перехода на катализатор полимеризации или смесь катализаторов, обеспечивающих широкое ММР полимеров [3].
Термоусадочные пленки из ПП в сравнении с ПЭ отличаются повышенной жесткостью и более высокими прочностными показателями. Они менее подвержены растрескиванию под действием остаточных напряжений, прозрачны, обладают пониженной проницаемостью по отношению к водяным парам и различным ароматическим веществам. По сравнению с термоусадочной ПЭ пленками имеют более высокую стоимость и мало пригодны к использованию при отрицательных температурах, подвержены растрескиванию [5].
Термоусадочные пленки получают также на основе радиационно-модифицированного ПЭ. Воздействие ионизирующей радиации в процессе изготовления термоусадочных пленок позволяет повысить их термостойкость, напряжение усадки, улучшить прочностные свойства. При производстве радиационное излучение вредит здоровью человека, и себестоимость продукта возрастает по сравнению с ПО пленками, и затруднена вторичная переработка такой пленки в результате образования поперечных сшивок [10].
1.2 Материалы, используемые для производства термоусадочных пленок
1. ПЭ+ПЭ. К данной композиции можно отнести смесь, получаемую механическим смешиванием одного или нескольких компонентов, состоящих из мультимодального ПЭВП и ПЭНП (или ЛПЭНП). Для производства однослойной полиэтиленовой пленки.
Предлагаемая смесь обычно включает:
- до 30% масс. мультимодального ПЭВП1 (ПТР 0,3 г/10 минут, плотность - 945кг/м3), либо мономодальный ПЭВП2 с широким ММР, равным 12 (значение ПТР 0,4 г/10 минут, а плотность - 945кг/м3). Полимер изготавливали с использованием традиционного хромового катализатора.
- от 70% масс. ПЭНП1 (ПТР0,3 г/10мин, плотность - 922кг/м3), либо ПЭНП2 (ПТР 1,2 г/10мин, плотность ? 922 кг/м3) [11].
Результаты свойств смесевых композиции состоящей из ПЭВП1, ПЭВП2, ПЭНП1 и ПЭНП2 указаны в таблицах 1.1 ? 1.3.
Таблица 1.1 Свойства пленки, полученной из одного ПЭВП [11].
Таблица 1.2 Свойства ПЭНП1 и его смесей [11].
Усилие усадки (при нагревании) МН/ПН*, Н
Усилие сжатия (на холоде) МН/ПН*, Н
Модуль упругости при растяжении, МН/ПН*
* Измерение общего сжатия/усадки образцов пленки в продольном (машинном) направлении (МН) и поперечном (ПН) направлении при постоянной температуре в течение определенного времени.
Таблица 1.3 Свойства ПЭНП2 и его смесей [11].
Стабильность рукава при толщине пленки
Модуль упругости при растяжении, МН/ПН*, МПа
Напряжение при растяжении при пределе текучести, МН/МП*, МПа
Сопротивление разрыву по Элмендорфу, МН/ПН*, Н
* Измерение общего сжатия/усадки образцов пленки в продольном (машинном) направлении (МН) и поперечном (ПН) направлении при постоянной температуре в течение определенного времени.
Как видно из таблиц 1.2 1.3 смесь, состоящая из ПЭНП2 и ПЭВП1 обладает улучшенными прочностными свойствами. Появляется возможность изготавливать пленки толщиной менее 10 мкм, в следствии чего стоимость пленки уменьшается.
2. ПЭ+ПЭ+ПЭ. Получение термоусадочных пленок высокой прочности. Это механическое смешение гранул нескольких видов ПЭ и экструзию пленки с последующим пневматическим ее растяжением. В смесь гранул входит унимодальный ПЭНП, унимодальный ПЭВП и бимодальный ПЭНП. В определенном соотношении такое сочетание компонентов обеспечивает оптимальное значение физико-механических параметров и значения ММР, а так же повышение прочности термоусадочной пленки.
Термоусадочные ПЭ пленки выпускаются по ГОСТ 25951-83. Тонкие термоусадочные пленки от 30 микрон до 75 микрон, применяемые для упаковки легких грузов до пяти килограмм, при изготовлении обычно используют ПЭНП 15803-020 (ГОСТ 16337-77). При упаковке более тяжелых грузов (от 10кг) тонкие пленки из чистого ПЭНП 15803-020 вытягиваются и рвутся. Поэтому для упаковки тяжелых грузов (например, для груза 25 кг) из чистого ПЭНП 15803-020 требуется пленка толщиной 100 микрон. Стоимость такой упаковки из ПЭНП 15803-020 повышается на 30-40% по сравнению с тонкой пленкой [12].
Для механического смешения в работе использовали гранулы унимодального ПЭНП, унимодального ПЭВП и бимодального ПЭНП при следующем соотношении компонентов в масс.% (Таблица 1.4).
Экструзию проводили со скоростью более 18 м/мин.
Для исследования влияния рецептурного состава и скорости вытяжки пленки при экструзии на физико-механические параметры пленки была проведена серия экспериментов по получению термоусадочных пленок при разном процентном содержании ПЭВП 276: 5%, 10%, 15%; при разном процентном содержании FB4370: 5%, 10%, 18% и при разной скорости вытяжки пленки: V=15 метров/минуту и V=24 метра/минуту.
Таблица 1.4 Процентное соотношение полиэтиленовой смеси [12].
Эксперименты показали, что оптимальное значение физико-механических параметров термоусадочной пленки получаются при следующем соотношении составляющих ее компонент: ПЭНП 15803-020 (67%) + ПЭВП 276(15%) + бимодальный ПЭНП (18%) (Таблица 1.5). Согласно полученным данным в рецептуре термоусадочных пленок для использования возможен и больший процент ПЭВП276 и бимодальный ПЭНП, но при этом снижается скорость усадки термоусадочных пленок, повышается температура усадки и уменьшается относительное удлинение, что ухудшает качество пленки и затрудняет ее использование при упаковке в туннельной печи.
Как видно из таблицы 1.5, полученная термоусадочнаяпленка имеет улучшенные физико-механические прочностные характеристики.
Таблица 1.5 Определение физико-механических параметров пленок [12].
ПЭНП 15803-020 (67%) + ПЭВП 276 (15%) + бимодальный ПЭНП (18%)
Установлено также, что увеличение скорости вытяжки пленки в принципе положительно сказывается на прочностных физико-механических параметрах термоусадочной пленки. Так, для испытанных рецептур при переходе со скорости вытяжки 15 метров/минуту на скорость 24 метра/минуту прочностные физико-механические параметры пленки увеличиваются (улучшаются). При дальнейшем увеличении скорости вытяжки (особенно после 30 метров/минуту) прочностные параметры пленки продолжают увеличиваться (улучшаться), однако начинает уменьшаться относительное удлинение и увеличиваться продольная усадка.
Предложенный способ позволяет увеличить механические параметры термоусадочной пленки, обеспечивающие ее прочностные свойства. Предел прочности повышается на 20-30%. Это позволяет для упаковки тяжелых грузов использовать тонкие пленки, изготовленные на базе ПЭНП 15803-020. Например, для упаковки груза весом 25 кг достаточна пленка толщиной 60 микрон [12].
3. ПЭ+СЭВА. Пакеты для текучего материала (жидкости) продуктов питания, например для молока, изготавливаются из герметичной пленки, которая состоит из смеси ЛПЭ и СЭВА. ПЭ имеет плотность 0,916 до 0,930 г/см3 и индекс расплава от 0,3 до 2,0 г/10мин. СЭВА имеет массовое соотношение этиленовых звеньев к винилацетату от 2,2 до 24 и индекс расплава от 0,2 до 10 г/10мин. Смесь имеет отношение ЛПЭ к СЭВА от 1,2: 1 до 9: 1. Предпочтительнее смесь имеет массовое отношение ЛПЭ к СЭВАот 2,33: 1 до 9: 1.
Композиция ПЭ и СЭВА смолы, описанных ниже, экструдируют в пленках 76 мкм в толщину. Смеси подвергали экструзии при температуре расплава 221°С, со скоростью 38,6 кг/ч через 22,9 см диаметром круглого штампа. Пленки были обработаны в 1,3-литровые пакеты, по существу, заполнены водой, используя Prepac IS-6 жидкости упаковочную машину. Пакеты затем тестировали на целостность уплотнения, опуская их с высоты 152,4 см и определения сбоев процент уплотнения [13].
Таблица 1.6 Процентное соотношение смеси ПЭ и ЭВА [13].
СЭВА смолы, индекс расплава, г\10мин
Такие пакеты для текучего материала, изготовленные из пленок состоящих из ЛПЭ смешанного с СЭВА обладает хорошими прочностными свойствами. Повышения прочностных свойств позволяет делать пакеты для жидкости из более тонкой пленки, что является экономически выгодным [14].
4. ПЭ+ПП. Изготовление ПО пленок методом экструзии с раздувом рукава на основе смеси ПЭ и ПП позволяет устранить слипание пленки между собой и повышает прочностно-деформационные свойства.
В смесь гранул входит 100 мас.ч. ПП марки 21012 и от 5 до 25масс.ч. ПЭ марки 10802020 и экструдируют при температуре 220240 0С, температура кольцевой головки 250 0С, и воздушное охлаждение [15].
Пленки на основе ПЭ и полярных полимеров.
5. ПЭ + бутадиен-стирольный каучук. Для защиты от коррозии стальных магистральных трубопроводов различного назначения применяются термоусаживающейся электронно-химически модифицированной ленты. Такая лента-обертка полученана основе ПЭНП путем экструзии, каландрирования, облучения потоком ускоренных электронов (5 - 10Мрад) и ориентированием в продольном направлении на 3-10% при температуре 60-85°С. Кроме ПЭНП в смесь введены термостабилизатор бензол пропионовой кислоты 3,5-бис-(1,1диметилэтил)-4-гидрокси-2-(3-(3,5-бис(1,1-диметилэтил)-4-гидроксифенил)-1-оксопропил-гидразид, светостабилизаторы, такие как сажа Р-типа ? 2,0-2,5% и олигомерный стерически затрудненный аминный полимер бутандионовой кислоты с 4-гидрокси-2,2,6,6-тетраметил-1-пиперидинэтанолом, и эластифицирующая добавка на основе регулярного бутадиен-стирольного термопластичного каучука (БСК) (таблица 1.7). Такая смесь позволяет получить высокопрочную ленту-оберткус низкой температурой усадки, обладающую высокими показателями длительной стойкости к воздействию пониженных и повышенных температур, светового ультрафиолетового (УФ) излучения, обладающей повышенной ударной прочностью и стойкости к растрескиванию (таблица 1.8). В качестве сравнения используется ПЭНП (ГОСТ 16337-77).
Таблица 1.7 Процентное соотношение смеси [16].
Термостабилизатор бензолпропионовой кислоты 3,5-бис(1,1 диметилэтил)-4-гидрокси-2-(3-(3,5-бис(1,1-диметилэтил)-4-гидроксифенил)-1-оксопропилгидразид
Светостабилизатор - олигомерный стерически затрудненный аминный полимер бутандионовой кислоты с 4-гидрокси-2,2,6,6-тетраметил-1-пиперидинэтанолом
Эластифицирующая добавка на основе регулярного, термопластичногоБСК типа SBS
Таблица 1.8 Характерные значения показателей предлагаемой ленты по сравнению с ПЭНП (ГОСТ 16337-77) [16].
Период индукции окисления (стойкость к термоокислительному старению), мин
Изменение относительного удлинения после старения на воздухе при 110°C, %, не более
Стойкость к воздействию светового (УФ) излучения, ч, не менее
Прочность при ударе (в покрытии) при температуре от -40 до +40°C, Дж
Стойкость к растрескиванию, не менее
Полученная лента-обертка имеет равномерную намотку без гофр и складок по всему трубопроводу, обеспечивает надежную длительную защиту мастичного покрытия от механических воздействий, обладает повышенной стойкостью к воздействию пониженных и повышенных температур, стойкостью к световому (УФ) излучению, повышенной ударопрочностью и стойкостью к растрескиванию, что значительно увеличивает срок ее эксплуатации [16].
2.1 Характеристика используемых в работе веществ
2.1.1 Полимер полиэтилен низкой плотности
Объектами исследования в работе являлись: ПЭНП марки 15313-003 и ПЭНП марки 10803-020 (ГОСТ 16337-77) производства ОАО «Казаньоргсинтез», и ЛПЭНП марки 5118Q (18603) (ГОСТ/ТУ 2211-145-05766801-2008) производства ОАО «Нижнекамскнефтехим». ПЭНП получают способом полимеризации этилена при высоком давлении в трубчатых реакторах и реакторах с перемешивающим устройством с применением инициаторов радикального типа. ЛПЭНП получают способом газофазной полимеризации этилена, в присутствии комплексных металлоорганических катализаторов. Свойства данных полимеров приведены в таблица 2.1.
Таблица 2.1 - Характеристика исходных полимеров
Относительное удлинение при разрыве, %
Показатель текучести расплава, г/10 мин.
2.2 Методики получение полимерных композиций
2.2.1 Методика получения полимерных композиций
Композиции получали на роторном смесителе «Брабендер» (Германия) с последующим горячим прессованием.
В камеру смесителя загружали ПЭНП, через 1 минуту вводились ЛПЭНП (10масс.%, 20 масс.%, 30 масс.%). Смешение продолжалось 5 мин. Температуры смешения композиций ? 180°С, 210°С.
Полученная композиция подвергалась прямому горячему прессованию в соответствии с ГОСТ 12019-66 при температуре 190°С. Удельное давление прессования составляло 10 МПа, время разогрева ? 10 мин, время выдержки под давлением ? 5 мин на 1 мм толщины, время охлаждения ? 2 мин.
2.3 Методы исследования свойств полимерных композиций
2.3.1 Методы исследования структуры полимерных композиций.
РГА позволяет получить информацию о надмолекулярном строении полимеров и его изменении в результате тепловых, механических и других воздействий 17.
Основу РГА составляло воздействие рентгеновского излучения с длиной волны 1,542 Е на кристаллическое вещество. Для получения дифрактограмм полимеров применяли метод Дебая-Шерера 17, 18. Для исследования микроструктуры пленок использовался автоматический рентгеновский дифрактометр общего назначения ДРОН-7. Использовалось излучение CuK-alpha с бета-фильтром, напряжение 40кВ, сила тока 20мА.Экран, на который попадали дифрагированные лучи, располагался на внутренней поверхности цилиндра вокруг образца, помещенного по оси этого цилиндра. Образец готовили в виде специальной плёнки или бумаги. Полученную интерференционную картину представлялась в виде дифрактограммы - зависимости интенсивности излучения от удвоенного значения брегговского угла (2). Кристаллографические плоскости, от атомов которых происходило отражение рентгеновских лучей, проявлялись в дифрактограммах в виде рефлексов.
С использованием РГА определяли степень кристалличности полимера, оценивали размеры и дефектность кристаллитов. За рентгеновскую степень кристалличности (с) принимали весовую долю молекул образца полимера, упакованных в правильную трехмерную решетку. с определялась по формуле:
где Iк - суммарная интенсивность всех кристаллических рефлексов; Iа - интенсивность аморфного гало.
Интенсивности кристаллических пиков и аморфного гало на дифрактограммах выражали в единицах площади.
Размер кристаллитов определяли по формуле Шерера 18:
где L - эффективный размер кристаллита (Е); - длина волнырентгеновского излучения, Е; - расширение линии, рад; К - коэффициент, зависящий от формы кристаллита; - брегговский угол, град.

Для сравнительных измерений вместо величины расширения в формулу Шерера подставляли значение ширины линии В, которую определяли на уровне половины высоты максимума линии после вычета фона и аморфного гало, если оно находилось под линией (рисунок. 2.1).
2.3.2 Методы исследования технологических и эксплуатационных свойств полимерных композиций
Исследование физико-механических характеристик
Исследуемые образцы вырубали из пластин, полученных методом прямого горячего прессования, 10 лопаток длиной 110 мм и базой 50 мм. Изучали образцы, поверхность которых была гладкая, без вздутий, трещин и прочих дефектов.
Физико-механические характеристики (разрушающее напряжение ур, относительное удлинение е) определялись в соответствии с ГОСТ 11262-80 при температуре испытания 20±2оС. Образцы крепились на разрывной машине Inspektmini3kN (Trilogica, Германия) и растягивались со скоростью движения зажимов 100 мм/мин. Определяли среднее арифметическое каждых пяти полученных значений прочности при растяжении в продольном и поперечном направлении.
Измерение показателя текучести расплава
ПТР определялся в соответствии с ГОСТ 11645-83 на капиллярном вискозиметре типа ИИРТ (Россия) с диаметром капилляра 0,20950,0005 см после выдержки материала в нагретом приборе в течение 4-5 мин. Температура испытаний составляла 1900С, нагрузка - 2,16 кг. Образцы загружали примерно на ѕ высоты цилиндра. Выдавленные порции расплавленных образцов за определенный промежуток времени взвешивали.
По полученным значениям массы определяли численное значение ПТР:
где G ? масса выдавленного расплавленного образца, г; t ? время выдавливания образца.
За истинное значение ПТР принимали среднее значение пяти замеров.
В процессе выполнения настоящей НИОКР осуществляется изучение новой композиции для термоусадочной пленки с новыми улучшенными физико-механическими свойствами. Вязкость является одним из важнейших свойств полимеров. В соответствии с наиболее популярным определением, вязкость - это свойство жидкости сопротивляться ее движению, т.е. вязкость полимеров зависит от строения молекул полимера, межмолекулярных связей, скорости сдвига и свойств различных наполнителей, которые могут входить в состав полимера. ПТР определяет рекомендуемый метод переработки полимеров.
Величина показателя текучести для различных полимерных материалов определяется при разл
Разработка композиции на основе полиэтилена для термоусадочных пленок курсовая работа. Химия.
Сочинение На Тему Анализ Эпизода Экзамен Митрофанушки
Реферат по теме Правовое регулирование пользования животным миром
Реферат На Тему Сумасшедшие Идеи, Сто Лет Спустя
Реферат по теме Консультирование подростков
Реферат: Аутсорсинг как способ минимизации затрат. Скачать бесплатно и без регистрации
Современные Тенденции Развития Образования Реферат
Конструкция насадочных абсорберов
Реферат На Тему Целеполагание И Планирование В Организации
Реферат: Утилізація залізобетону, кліщові ножниці
Контрольная работа по теме Плюрализм в современной культуре: позитивные и негативные тенденции
Эссе На Тему Мастер
Реферат: Prisoners Of Waterland Essay Research Paper Prisoners
Реферат по теме Китай. Период "Борющихся царств". Империя Цинь
Реферат По Гиревому Спорту
Реферат по теме Разведка нефти
Сочинение Моя Любимая Мама
Реферат: Плоские пространственные покрытия современных зданий металлических конструкций
Сочинение по теме Генри Арчибалд Лоусон. Шапка по кругу
Курсовая работа по теме Материальное стимулирование труда работников предприятия
Контрольная работа по теме Социально-экономическое и политическое развитие страны в 90-е гг. XX в.
Расчет парогенератора ПГВ-1000 - Физика и энергетика курсовая работа
Бухгалтерский учет расходов для целей налогообложения предприятий сферы услуг - Бухгалтерский учет и аудит дипломная работа
Ранний гуманизм в Италии - Культура и искусство реферат