Поливинилхлорид - Ульянов В.М.
ISBN 5-7245-0727-7
Скачать (прямая ссылка):
254
Глава 11
ПЕРЕРАБОТКА ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА МЕТОДОМ СПЕКАНИЯ
11.1. Технология спекания поливинилхлорида
Переработка поливинилхлорида методом спекания (синтерирова-аия) получила наибольшее распространение для изготовления микрогористого материала, используемого главным образом в качестве ;спараторов для свинцовых аккумуляторов. Сепараторы, получаемые )тим методом, носят название "мипласт". В нашей стране производст-io мипластовых сепараторов составляет * 86% всего выпуска микропо-)истых сепараторов.
Технологический процесс получения мипластовых сепараторов юстоит из следующих стадий: подготовка сырья, нанесение с помощью (юрмующего устройства гонкого слоя порошка ПВХ требуемого профиля на движущуюся металлическую ленту, спекание порошка в уннельной печи и резка на пластины (рис. 11.1). При необходимости печенный материал перед резкой промывают для удаления ионов слора и высушивают.
На стадии подготовки сырья порошок ПВХ увлажняют и просеивает. В ряде случаев при переработке эмульсионного ПВХ увлажнению гредшествует термообработка (оплавление) порошка для улучшения го ,формуемости * и свойств спеченного материала. Термообработку IBX выполняют либо на ленточной машине, аналогичной по конструк-ии машине для спекания, либо в двухстадийном смесителе, где юлимер саморазогревается на первой стадии и охлаждается на сле-гующей. В результате термообработки частиц ПВХ уменьшается йличество поглощаемого пластификатора, снижается удельная Оверхность порошка с 4 до 0,4 м2/г, а минимальный размер пор измелется от 0,007 до 2,3 мкм [59, 62]. Эти данные свидетельствуют о плавлении латексных частиц в зерне ПВХ. Анализ кривых распределения частиц порошка по размерам показал, что после термообработки юля фракций с размером частиц менее 3 мкм уменьшается с 35 до 0-25%, оптическая плотность водной суспензии снижается с 1,2 до ,2-0,7, остаток на сиге 0063 увеличивается до 3-20%. Эти данные, а акже результаты электронной и оптической микроскопии свидетель-твуют о том, что наблюдаемые эффекты обусловлены припеканием клких частиц к более крупным. Очевидно, такое припекание объяс-йется склонностью порошка к образованию агрегатов частиц [29] и Ипциируется спеканием латексных частиц. Припекание частиц по-ошка друг к другу сопровождается образованием агломератов непра-йльной формы на ленточной машине и сферической формы в смеси-«ле. Анализ микрофотографий показывает, что исходный порошок одержит 4% агломератов, а термообработанный на ленточной машине- 16%.
Незначительная усадка частиц порошка, уменьшение доли мелкой Ракции и образование устойчивых агломератов изменяют структуру
255
Рис 11.1. Принципиальная схема производства мипластовых сепараторов:
1 — ленточная машина; 2 — туннельная печь; 3 — шнековый транспортер; 4 — бункер-наполнитель; 5 — секторный питатель; 6 — рассев; 7 — бункер-дозатор; 8 — формующее устройство; 9 — туннельная печь; 10 — ленточная машина; 11 — устройство для промывки; 12 — устройство для сушки; 13 -тянущее устройство; 14 — устройство для резки; 15 — двухстадийный смеситель
порошка и его суммарную усадку. Снижение объема прошка увеличивает его насыпную плотность. С уменьшением доли мелкой фракции и возрастанием насыпной плотности порошок становится более "жестким". Свойства порошка ПВХ зависят и от температуры термообработки. С повышением температуры до 80 "С свойства порошка изменяются несущественно, при температуре выше 100 "С порошок излишне агломерируется. Оптимальная температура термообработки составляет 80- 100 "С.
Структурные превращения в порошке непосредственно влияют на его технологические свойства. При формовании недостаточно термо-обработанного ПВХ, так же как и при формовании исходного порошка, наблюдается образование дефектов в ребрах и их "недооформление"; излишняя термообработка увеличивает количество отсевов, обусловливает возникновение поперечных складов в отформованном слое и ухудшает потребительские свойства сепараторов.
Усадка ПВХ, термообработанного в оптимальном режиме, в первый период спекания меньше усадки исходного полимера, а возрастание прочности спеченного материала начинается раньше (рис. 11.2). Это обусловлено, очевидно, тем, что термообработка, изменяя структуру порошка, вносит предварительный вклад в усадку. В то же время в одинаковых условиях деформирования (при формовании) более плотная упаковка частиц термообработанного порошка обеспечивает их большее сжатие в зоне контакта [1]. Вследствие этого время спекания частиц порошка до достижения определенного уровня Прочности уменьшается, а эксплуатационные свойства сепараторов улучшается.
Суспензионный ПВХ не нуждается в термообработке, так как при этом способе полимеризации довольно большой размер получающихся
Рис. 11.2. Зависимость усадки У Q, Г), разрушающего напряжения при растяжении о (2, 2) и максимального диаметра порО (3, 3") сепараторов от времени спекания т:
1—3 исходный ПВХ; 1 '—3' — ПВХ, термообработанный в неподвижном слое; 4 — изменение температуры ПВХ при спекании
Рис. 11.3. Зависимость прочности о поперек (1) и вдоль ребра (2) толщины л, тела (3) и ребра hp (4), пористости П (5) сепаратора из ПВХ от времени спекания т (250 °С, режим динамический)
