Изучение влияния технологии получения композиций ПВХ на упруго-прочностные показатели изделий

Исследование влияния рецептурно-технологических факторов на упруго-прочностные показатели и реологию расплавов композиций ПВХ.

Выявлен низкий уровень прочностных показателей пластиката ПВХ отлитого из пластизолей при температуре 210°С при продолжительности 6-18 мин. (рис. 3.1). Данный режим литья приближен к режиму ротационного формования изделий из пластизолей. Отсутствие (или низкий уровень) сдвиговых деформаций при прогреве пластизолей ПВХ не позволил частицам полимера полностью раствориться в пластификаторе и набрать требуемые упруго-прочностные показатели.

С целью определения максимальных упруго-прочностных показателей композиции ПВХ состава I образцы пластизолей (табл. 3.1) в присутствии термостабилизаторов - стеаратов металлов после предварительного 12-ти минутного прогрева при температуре 190°С подвергали деформации сдвига с нарастающей скоростью от 100-1200 с^-1 путем продавливания через капилляр диаметром 1мм на реометре SmartRheo-1000 с программным обеспечением «Ceast VIEW 5.94-4D».

В ходе продавливания через капилляр реометра экструдат становился хрупким и пористым, а его цвет менялся (табл. 3.3). Это объяснялось процессами ускоренного термоокислительного старения ПВХ.

Таблица 3.3 – Влияние природы, содержания термостабилизаторов, продолжительности термообработки и скорости сдвига на прочность при разрыве экструдатов ПВХ композиции

Стеараты металлов:	Прочность (МПа) при цвете, скорости сдвига экструдата (с^-1) и продолжительности термообработки (мин):
наименование	содержание, % масс.
светлый (200-500, с^-1; 11 мин)	бежевый (500-800, с^-1; 16 мин)	темный (800-1200, с^-1; 28 мин)
Стеарат цинка	1,0	58,6	37,2	40,3
Стеарат цинка	1,5	46,0	-	73,0
Стеарат кальция	1,0	35,0	37,5	67,7
Стеарат кальция	1,5	43,0	53,8	57,2
Стеарат кальция	2,0	12,5	38,1	52,9
Стеариновая кислота	1,0	46,5	-	52,4

Изменение природы металла (цинк, кальций) в стеаратах, а также их содержания в интервале 1,0-2,0 % масс. существенно не повлияло на максимальный уровень прочностных показателей.

Сочетание 1% масс. олеиновой кислоты и добавок мела обеспечивало термическую защиту ПВХ неуступающую присутствию стеарата кальция в количестве 1-2 % масс. и может способствовать снижению дозировки дорогостоящих термостабилизаторов.

По ходу термообработки композиции ПВХ в режиме нарастающей скоростью сдвига (от 200 до 1200, с^-1) наблюдалось изменение цвета экструдата от светлого к бежевому и далее к темному (табл. 3.3).

Большие скорости сдвига при высокой температуре обеспечили полное растворение частиц ПВХ в пластификаторе и, по-видимому, улетучивание части пластификатора с поверхности горячего экструдата. Все это привело к многократному увеличению прочности при полной потере относительного удлинения при разрыве.

Таблица 3.10 – Влияние условий формования композиций ПВХ на упруго-прочностные показатели

Наименование показателей	Метод формования образцов:
наливом на горячую (210°С, 15 мин) форму /ротационное формование/	прессование вторичного пластиката ПВХ (180°С, 10 мин)	экструзия (190°С) с изменением цвета и потерей ДОФ при скорости сдвига (и продолжительности термообработки):
200-500, с^-1 (11 мин)	500-800, с^-1 (16 мин)	800-1200, с^-1 (28 мин)
Сопротивление раздиру, кН/м	10,5-11,2	16,8-40,9	-	-	-
Прочность при разрыве, МПа	2,2-2,4	4,7-11,6	12,5-58,6	37,2-53,8	40,3-73,0
Относительное удлинение при разрыве, %	288-304	409-509	отс.	отс.	отс.
Остаточное удлинение после разрыва, %:
относительное	18-20	47-77	отс.	отс.	отс.
приведенное	0,06-0,07	0,11-0,18	отс.	отс.	отс.

Таким образом,

- определены упруго-прочностные показатели композиций эмульсионного ПВХ в высокоэластическом и хрупком физических состояниях и кинентика их изменения в процессе термической обработки;

- сопоставлены технические показатели композиций эмульсионного ПВХ полученные методами налива пластизолей в горячие формы, компрессионного литья (прессования) вторичного и экструзии пластикатов;

- показано, что основными факторами определяющими уровень упруго-прочностных показателей композиций ПВХ являются температура и деформация сдвига и, в меньшей степени, продолжительность термообработки. Наибольший эффект в упрочнении ПВХ композиции достигался при больших скоростях сдвига.

Следовательно, метод ротационного формования изделий из пластизолей ПВХ по причине низких скоростей сдвига не позволяет получать изделия с высокими упруго-прочностными показателями.

Показано ограниченность метода ротационного формования пластикатов из пластизолей ПВХ Е.

Дата добавления: 2015-07-25