новые химические технологии
АНАЛИТИЧЕСКИЙ ПОРТАЛ ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
ПОИСК    

НА ГЛАВНУЮ 

СОДЕРЖАНИЕ:

НАУКА и ТЕХНОЛОГИИ

Базовая химия и нефтехимия

Продукты оргсинтеза ............

Альтернативные топлива, энергетика ...........................

Полимеры ...........................

ТЕНДЕНЦИИ РЫНКА

Мнения, оценки ...................

Законы и практика ...............

Отраслевая статистика .........

ЭКОЛОГИЯ

Промышленная безопасность

Экоиндустрия .......................

Рециклинг ............................

СОТРУДНИЧЕСТВО

Для авторов .........................

Реклама на сайте ................

Контакты .............................

Справочная .........................

Партнеры ............................

СОБЫТИЯ ОТРАСЛИ

Прошедшие мероприятия .....

Будущие мероприятия ...........

ТЕНДЕРЫ

ОБЗОРЫ РЫНКОВ

Исследование рынка фтористого цинка в России
Исследование рынка йодистого калия в России
Исследование рынка бромистого калия в России
Исследование рынка хромкалиевых квасцов в России
Исследование рынка фторида хрома в России
Исследование рынка оксида свинца в России
Исследование рынка сернокислого свинца в России
Исследование рынка сахарозы в России
Исследование рынка окиси висмута в России
Исследование рынка пиридина в России

>> Все отчеты

ОТЧЕТЫ ПО ТЕМАМ

Базовая химия и нефтехимия
Продукты оргсинтеза
Синтетические смолы и ЛКМ
Нефтепереработка
Минеральные удобрения
Полимеры и синтетические каучуки
Продукция из пластмасс
Биохимия
Автохимия и автокосметика
Смежная продукция
Исследования «Ad Hoc»
Строительство
In English
  Экспорт статей (rss)

Полимеры

Смеси ТПУ с полимерами


В настоящее время наблюдается тенденция использования смесей двух или нескольких полимеров, в результате чего получают материал с необходимыми эксплуатационными свойствами…


 

По данным фирмы "Kline & Company" (США), среднегодовые темпы прироста продажи специальных полимерных смесей и сплавов на период до 1992 года составили 11% [1]. Термопластичные полиуретаны (ТПУ) также широко используются в виде смесей с поли-винилхлоридом (ПВХ), полиамидами (ПА), поликарбонатом (ПК), АБС-пластиком, полиолефинами (ПО) и др. Рядом фирм для этих целей разработаны специальные марки ТПУ: Liberan ("Nippon Elastollan Jnd., Ltd", Япония), Pander C-500 ("Dainippon in Kand Chemical Inc.", Япония), Pellethane-80 WC ("Upjohn Co", США) [2, 3].

Смеси ТПУ с ПВХ.
Известно несколько промышленно освоенных марок смесей ТПУ + ПВХ. К ним относятся Vythenc (фирма "Dexter Plastics", США) [4], область применения - медицина; Nitrovin (фирма "Vichem Corp.", США) [5], область применения - строительство, Plasticiser-5590 (фирма "Lankro Chemicals, Plastics Div", Великобритания) [6], область применения - ПУ-пластификатор для ПВХ; Kombipur (фирма "Chemie Kombinat, Burckhardsdorf (Германия) (Е2-11/12/100 и Е2-11/12/90), область применения - обувная промышленность.
Свойства изделий из них зависят от способа получения (экструзия, литье под давлением, вальцевание) и от свойств исходных полимеров. Смеси жесткого ПВХ с ТПУ получают смешением на вальцах или в экструдере и используют для изготовления ремней, посуды и других изделий, контактирующих с пищевыми продуктами. Они дешевле ТПУ, легче перерабатываются и обладают повышенной твердостью (по сравнению с ТПУ) и стойкостью к экстрагированию добавок (по сравнению с ПВХ). Сплавы пластифицированного ПВХ с ТПУ также перерабатываются легче, чем ТПУ, имеют достаточно низкую стоимость, хорошие физические свойства и высокую огнестойкость, но низкую стойкость к действию растворителей и высокой температуры [3].
ПУ-эластомеры могут вводиться при синтезе сополимеров ПВХ с мономерами (этиленом, пропиленом, акрилатами и пр.) [8]. Из полученного таким образом полимера изготавливают шланги с улучшенными физико-механическими свойствами.
Полагают, что пара ПВХ + ТПУ обладает двухфазной структурой и является несовместимой [9, 10]. Введение 2,5-50% ТПУ в ПВХ ускоряет выделение НСl, вследствие чего усиливается термодеструкция ПВХ при температуре переработки. Решают эту проблему стабилизацией ПВХ эффективными стабилизаторами-акцепторами (эвтектическими смесями на основе карбоксилатов металлов).
Фирма "Тоёта Дзидося когё к.к." (Япония) разработала технологию регенерации термоотверждаемых ПУ вальцеванием с получением листов с использованием 30-200 масс.ч. ПУ и 10-150 масс.ч. ПВХ [11]. Эти смеси используют для получения звукоизоляционных материалов, облицовки трубопроводов, в обувной промышленности, медицине, жилищном строительстве и пр.


   
  Смеси ТПУ с АБС-пластиками.
Американской фирмой "Upjon Co." разработаны литьевые композиции на основе смеси (70:30) ТПУ марки Pellethone 2103-80A и АБС-пластика марки Lustran 240. Промышленное производство и переработка этих смесей с использованием плунжерных (лучше шнековых) экструдеров с соотношением L/D ³ 15:1 (24:1) освоены фирмами "Borg Warner" (торговая марка Cycoloy), "BF Goodrich" (Estane) и "Upjohn Co" (Pellethane) [12, 13].
Взятые в различных соотношениях ТПУ и АБС-пластики образуют сплавы, которые при невысокой стоимости имеют хорошие свойства, недостижимые для отдельно взятых полимеров [12] (таблица). Модифицирование ТПУ добавками (до 25%) АБС-пластика улучшает их технологические характеристики, повышает модуль упругости и теплостойкость. В свою очередь, введение в АБС-пластик полиуретана удорожает материал, но повышает его атмосферо- и морозостойкость, жесткость и стойкость к действию окислителей и алифатических углеводородов [13].
Сплавы ТПУ с АБС-пластиком можно получать в процессе синтеза полиуретана, когда полимер вводится в среднюю часть двухшнекового экструдера (фирма "Werner und Pfleiderer") [14].
Бинарная смесь ТПУ + АБС-пластик несовместима, дисперсную фазу составляет компонент, содержание которого было меньшим. При этом наблюдается снижение температуры стеклования гибких сегментов ТПУ с -10 до -30°С. Предполагают, что низкомолекулярный продукт в АБС-пластике играет роль "пластификатора" [15].
Описанные смеси находят применение в авто- и авиастроении, на транспорте, при изготовлении морозостойких изделий и пр.


    
Смеси ТПУ с ПА.

 Полимерная смесь ТПУ + ПА может быть получена в процессе синтеза или на стадии переработки экструзией [16, 17]. Ее физико-механические свойства зависят от соотношения компонентов. ТПУ увеличивает ударную вязкость ПА, а ПА снижает остаточную деформацию ТПУ. При исследовании совместимости установлено, что в ТПУ растворяется «20% ПА, который распределяется между олигоэфирной матрицей и дисперсными уретановыми группами.
Увеличение содержания ПА приводит к образованию гетерогенной структуры, где наблюдаются все физические переходы, характерные для индивидуальных компонентов. Такое явление типично для ТПУ на основе как простых, так и сложных полиэфиров.

Полимер-полимерные смеси.

Показатель сплаваМассовое соотношение ТПУ:АБС-пластик
100:090:1085:1580:2050:50100:085:15 80:2075:250:1002:985:9510:90
Плотность, г/см31,21,1871,181,1731,131,221,921,1841,1771,061,0621,0661,072
Твердость по Шору Д (А)95555557666567676984838280
Прочность при разрыве, МПа54,148,047,625,427,042,029,528,929,058,558,862,752,9
Модуль упругости, МПа
  при 100%-ном растяжении
  при 300%-ном растяжении

12,6
26,8

17,6
34,3

17,3
30,4

18,0
16,6

22,3
24,6

23,1
35,0

24,8
27,4

25,8
28,0

26,2
27,4

-
-

-
-

-
-

-
-
Относительное удлинение при разрыве, %480395420425350430410370370 ----
Остаточное удлинение, %467996155200110180170180----
Стойкость к истиранию, мг (прибор Тэйбер с 17, 1000 циклов)0,00850,010,0140,020,04----0,102*0,095*0,089*0,081*
Цена, цент/дюйм38,177,667,407,155,618,8147,957,667,373,053.163,323,60
Экономия, %-6,39,412,531,3-9,813,116,4----
Увеличение цены, %---------03,68,818,0
Деформационная стойкость, °С---------160159159160

 * Испытание при числе циклов 100.


Смеси находят применение для изготовления формованных изделий в виде труб, пластин, профилей, емкостей для моторного топлива и пр.


    
 Смеси ТПУ с ПК.
Сплавы ТПУ с ПК используют для изготовления различных изделий экструзией и литьем под давлением. ПК повышает упругость, прочность, стойкость к действию агрессивных сред и огнестойкость ТПУ. В свою очередь, добавление ТПУ позволяет повысить ударную вязкость ПК.
     Широкое практическое применение нашли разработанные американской фирмой "Mobay" сплавы ТПУ с ПК под торговой маркой Texin 902, 3203 и 42 10М. Первые две марки технологичны в переработке литьем под давлением в изделия машиностроения: бамперы, элементы механизмов закрывания дверей, передние блок-детали автомобиля и пр. Марка Texin 4210М используется в медицине, в том числе в мембранной технике. Этой же фирмой разработаны две марки смеси ТПУ + ПК, содержащие полифосфатный антипирен [18, 19].
     Фирмой "General Electric Co." (США) запатентован ударопрочный сплав, содержащий 35-5 масс.ч. ТПУ и 65-95 масс.ч. ароматического ПК. Теплостойкость материала составляет 125°С, ударная вязкость то Изоду с надрезом - 740 Н×см/см [20].


    
 Смеси ТПУ с полиоксиметиленом (ПОМ),
В этой области работают фирмы "Du Pont" (США), "Hoechst" и "Basf (Германия) [21-23]. Введение в ТПУ ПОМ позволяет увеличить ударную вязкость, термостабильность ПОМ и модуль упругости ТПУ. Композиции, состоящие из 95-40% ПОМ и 5-60% ТПУ (мягких марок) перерабатываются экструзией, литьем под давлением и другими методами в формованные изделия, трубы, профили, пластины и т.п. Система ТПУ + ПОМ двухфазна.
  


Смеси ТПУ с полиацеталями (ПАЦ).
В результате добавления ТПУ значительно повышаются ударная вязкость и упругость ПАЦ. Смешением и гомогенизацией расплавов компонентов в экструдере получают многофазную систему, в которой ТПУ распределен в матрице ПАЦ. При содержании частиц ПУ на уровне 50% начинают образовываться агрегаты [24, 25]. Полученные смеси используются для изготовления формованных изделий методом раздува [26].


    
Смеси ТПУ со стиролакрилонитрильными сополимерами (САН).
Известны смеси ТПУ с 5-15 масс.ч. поли-a-метилстирола, цианэтилметакрилатом, 6-34 масс.ч. полиметакрилата, 4-16 масс.ч. сополимера метилметакрилата с метил-, этилакрилатом или бутилметакрилатом, 5-94 масс.ч. блок-сополимера стирола и 1,3-бутадиена или изопрена, триметилакрилатом и др. [27-30]. Введение САН улучшает технологичность, увеличивает упругость, морозо- и термостойкость, устойчивость к истиранию, многократному изгибу, снижает относительное удлинение при разрыве ТПУ, массу и себестоимость изделий.
     Синергетический эффект выражается в увеличении эластичности и ударной вязкости САН. Композиции перерабатываются экструзией, литьем под давлением, прессованием [31].
    


Смеси ТПУ с ПО.
Модифицирование полиолефинами придает ТПУ антиадгезионные свойства, что улучшает технологичность изготовления изделий экструзией, литьем под давлением, а также увеличивает износостойкость материала. ТПУ и ПО совершенно несовместимы, один полимер диспергирован в матрице другого, или оба полимера образуют систему взаимопроникающих сеток [32, 33].


    
 Смеси ТПУ с каучуком.

Добавление каучука приводит к ухудшению физико-механических свойств ТПУ при нормальных условиях, но улучшает их при низких температурах. Для этой микронеоднородной смеси, получаемой каландрированием, характерен эффект взаимного усиления динамической выносливости [34, 35].


    
Смеси ТПУ с эфирами целлюлозы.
Создание полимер-полимерных смесей ТПУ с эфирами целлюлозы улучшает технологичность полиуретана за счет уменьшения его липкости по отношению к формующей оснастке, удешевляет его и придает специфические свойства.
Наблюдается хорошая совместимость ТПУ с ацетобутиратом целлюлозы (АБЦ). Наиболее оптимальны композиции ТПУ, содержащие 20-30% АБЦ, у которых сохраняются на приемлемом уровне физико-механические свойства, но которые являются более дешевыми. При этом соотношении система не имеет четко выраженных фаз, в других вариациях наблюдается двухфазная структура [36].
Смесевые композиции ТПУ с этилцеллюлозой (ЭЦ) используются с дополнительным отвердителем (полиизоцианатом, гексаметоксиметилмеламином). Отвердители вступают в реакцию с остаточными ОН-группами целлюлозы и ТПУ и образуют трехмерные разветвленные структуры с мостиковыми связями. В результате этого теряется способность смеси растворяться в органических растворителях, увеличиваются микротвердость, влагостойкость и износ изделий [36]. Смеси ТПУ с ацетатом целлюлозы (АЦ) технологичны только в присутствии пластификатора (диметилфталата) [37]. Системы с ЭЦ и АЦ имеют двухфазную структуру.
Имеется информация о смесях ТПУ с полиэтилентерефталатом, уретановыми или амидными олигомерами, с сополимером формальдегида и диоксолана, фторлонами [38-41].


    
 Многокомпонентные полимер-полимерные смеси.
С целью получения изделий с требуемыми эксплуатационными характеристиками и повышения экономичности производства наряду с бинарными полимерными смесями создаются многокомпонентные смеси.
Например, американской фирмой "RUCO" (отделение фирмы "Hooker") рекламируется эластомер Rucothane на основе сплавов ТПУ, ПВХ, АБС-пластика. Соотношение стоимости и эксплуатационных свойств этих полимеров, сбалансировано таким образом, что они являются конкурентоспособными с обычными ТПУ и другими литьевыми эластомерами. Смесь перерабатывается на валковом оборудовании при 150-165°С в пленки для вакуумного формования [42].
Практическое применение получили и другие многокомпонентные полимерные смеси: ТПУ + ПВХ + хлоропрен, ТПУ + ПВХ + ПЭФ-эластомер, ТПУ + ПВХ + сополимер бутадиена и полиакрилонитрила, ТПУ + ПВХ + сложный эфирный каучук, ТПУ + ПА + активированный ПО, ТПУ + ПОМ + ПА и др. [43-48].

 


Литература
1. Polymer News, 1987, v. 13, № 1, p. 19.
2. Plast. Engng., 1983, v.39, №2, p.35.
3. Shigeo Y. Int. Progr. Urethanes. Westport Conn., 1981, v.3, p. 181.
4. Пат. США 4283447.
5. Plast. Technol., 1987, v.33, №6, p.82.
6. BP&R, 1978, №10, p.82.
7. Plaste und Kautschuk, 1979, Bd.26, №2, s. 116.
8. Яп. заявка 58-183716.
9. Макаров А.С. и др. Кожевенно-обувная промышленность, 1984, №3, с. 48.
10. Moore D.R. Plast. and Rutter, 1980, v.5, №4, p. 16.
11. Яп. заявка 57-450027.
12. Plast Engng., 1981, v.37, №3, p.58.
13. Georgacopoulas C.N. Mod. Plast. Int., 1982, v. 12, №5, p. 96.
14. Заявка ФРГ 3810078.
15. Gioyanlattista D. Mater Sci., 1983, v.8, №1, p. 89.
16. Заявка ФРГ 3101771.
17. Яп. заявка 54-48584.
18. Mod. Plast. Int.; 1985, v.15, №9, p. 74.
19. Plast. Technol., 1988, v.34, №6, p. 125,
20. Пат. США 925680.
21. Пат. США 4804716.
22. Заявка ФРГ 3303761.
23. Заявка ФРГ 3628559.
24. Kloos F. Kunststoffe, 1985, Bd.75, №10, s. 735.
25. Chaing W.Y. J. Appl. Polym. Sci., 1989, v.38, №5, p. 951.
26. Заявка ЕПВ 0038881.
27. Plast. Technol., 1979, v.25, №7, p. 96.
28. Борисова С.Ю. Пласт, массы, 1989, №4, с. 18.
29. Авт. свид. 975753; опубл. в Б.И., 1982, №43, с. 138.
30. Яп. заявка 63-205325.
31. Пат. США 4287314.
32. Пат. США 4399251.
33. Яп. заявка 63-101441.
34. Парфеев В.М. Механика композитных материалов, 1987, №6, с. 977.
35. Борисова Е.Ю. Кожевенно-обувная промышленность, 1987, №3, с. 39.
36. Боголюбский В. А. Тезисы докладов 5-й Всесоюзной конференции по химии и физике целлюлозы. Ташкент, 1982, с.75.
37. Петьков В.И. В сб.: Физико-химия процессов синтеза и свойства полимеров. Горький, ГГУ, 1988, с. 68.
38. Mair H.Y. Kunststoffe, 1986, Bd.76, №5, s.392, 435.
39. Яп.пат.58-27601.
40. Авт. свид. 897809; опубл. в Б.И., 1982, №2, с.117.
41. Кураченков В.Я. Проблемы трения и изнашивания, 1989, №36, с. 97.
42. Mod. Plast. Int., 1977, v.7, №11, p. 54.
43. Яп. заявка 63-11023.
44. Яп. заявка 55-18440.
45. Пат. США 4381364.
46. Борисова Е.Ю. Пласт, массы, 1987, №10, с. 16.
47. Швейц. пат. 665648.
48. Заявка ФРГ 3714267.

 


Н.А. Грибанова
Источник: Пластические массы 10

Версия для печати | Отправить |  Сделать стартовой |  Добавить в избранное

Куплю

19.04.2011 Белорусские рубли в Москве  Москва

18.04.2011 Индустриальные масла: И-8А, ИГНЕ-68, ИГНЕ-32, ИС-20, ИГС-68,И-5А, И-40А, И-50А, ИЛС-5, ИЛС-10, ИЛС-220(Мо), ИГП, ИТД  Москва

04.04.2011 Куплю Биг-Бэги, МКР на переработку.  Москва

Продам

19.04.2011 Продаем скипидар  Нижний Новгород

19.04.2011 Продаем растворители  Нижний Новгород

19.04.2011 Продаем бочки новые и б/у.  Нижний Новгород

Материалы раздела

БИОПРОИЗВОДНОЕ ПОЛИЭФИРНОЕ ВОЛОКНО ECO CIRCLE PLANTFIBER
СЭНДВИЧ-ПАНЕЛИ INDUSTRIUM
ПОЛИМЕРЫ ИЗ CO2
DUPONT CORIAN В ОТДЕЛКЕ МЕТРО В НЕАПОЛЕ
ЖЕЛЕЗООКИСНЫЕ ПИГМЕНТЫ для ЛИТИЙ-ИОНЫХ БАТАРЕЙ
ШЛЕМЫ ИЗ СКРАПА
МАТЕРИАЛЫ DUPONT CORIAN в ИНТЕРЬЕРАХ «АЭРОЭКСПРЕСС»
КАК ОПРЕДЕЛИТЬ СТОЙКОСТЬ ПОЛИМЕРНОГО ПОКРЫТИЯ?
КАБЕЛЬНЫЕ ЛОТКИ CABLOFIL
ОБЛЕГЧЁННЫЕ ПЛИТЫ SUPERPAN STAR
ПЕРВЫЕ КАРБОНОВЫЕ ДИСКИ
БУДУЩЕЕ ОРГАНИЧЕСКИХ СВЕТОДИОДОВ
НОВЫЕ ПЛЕНКИ для ОПК
БРОНЯ НА ОСНОВЕ САПФИРА
ПОСЛЕДНИЕ РАЗРАБОТКИ BASF ДЛЯ АВТОПРОМА
НОВЫЕ ПОЛИМЕРЫ ДЛЯ МЕДИЦИНЫ
ОРГАНИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОНИКА
ПОЛИМЕРЫ из ОТХОДОВ ЖИВОТНОВОДСТВА
ГИБКИЕ СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ
ТОНКОПЛЕНОЧНАЯ ФОТОВОЛЬТАИКА
ПОЛИМЕРЫ из ЦЕЛЛЮЛОЗЫ
КОМПОЗИТЫ, АРМИРОВАННЫЕ УГЛЕВОЛОКНОМ
НОВЫЕ ПРОДУКТЫ ИЗ УГЛЕРОДНОГО ВОЛОКНА ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА
НОВЫЕ РАСТВОРНЫЕ БУТАДИЕН-СТИРОЛЬНЫХ КАУЧУКИ (S-SBR) «LANXESS»
НАНОПОКРЫТИЯ для ТЕПЛИЦ
НОВЫЕ АДГЕЗИВЫ 3M для ЭЛЕКТРОНИКИ
ИСКУССТВЕННОЕ СЕРДЦЕ
БОЛЬШЕ ГРУЗОВ МОЖНО ПЕРЕВОЗИТЬ В БИГ-БЕГАХ
БИОИЗОПРЕН – БУДУЩЕЕ ШИННОЙ ОТРАСЛИ
«БЕЛКОВЫЕ» МИКРОСХЕМЫ
НОВЫЙ КОАЛЕСЦЕНТНЫЙ ФИЛЬТР GE
АВТОМАТИЗАЦИЯ на «ГАЛОПОЛИМЕРЕ»
НОВАЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ BASF
ПОЛИЭФИРНЫЕ ТКАНИ ECO STORM
ОПАСНОСТЬ ДЕТСКОЙ БИЖУТЕРИИ
ПОЛУЧЕНИЕ ТОНКОСЛОЙНОГО ФТОРОПЛАСТОВОГО ПОКРЫТИЯ
УГЛЕРОДНЫЕ ВОЛОКНА В АВТОПРОМЕ
«УМНАЯ» СИСТЕМА RFID КОНТРОЛЯ
«ХОЛЛОФАЙБЕР» как МЕЖВЕНЦОВЫЙ УТЕПЛИТЕЛЬ
НОВЫЙ ПРОТЕКТОРНЫЙ АГРЕГАТ «НИЖНЕКАМСКШИНА»
ЗАЩИТНЫЕ МАТЫ NEOPOLEN НА СПОРТИВНЫХ ТРАССАХ
НАНОТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ДОРОЖНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
МАТЕРИАЛЫ DUPONT НА ЕВРО-2012
ПЕРЕРАБОТКА БИОМАССЫ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ЦБК
KELLOGG BROWN: технология получения пропилена из нафты

>>Все статьи

Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru
Copyright © Newchemistry.ru 2006. All Rights Reserved