Поливинилхлорид - Ульянов В.М.
ISBN 5-7245-0727-7
Скачать (прямая ссылка):
Однако для получения более достоверной информации о поведении ПВХ композиций в процессе переработки необходимо регистрировать более ранние стадии деструкции полимера, так как распространенный метод оценки термостабильности не дает полного представления о поведении ПВХ композиций в процессе переработки. Кроме того, сигмоидальные роторы прибора подвергают исследуемый материал воздействию сложных сдвиговых деформаций, что создает дополнительные трудности в интерпретации полученных результатов [138], а градиент сдвига ограничивается низкими значениями. Последний изменяется в зависимости от скорости вращения роторов, однако количественные измерения его затруднены сложной геометрической формой смесительной камеры [180].
Определение термостабильности по изменению цвета вальцованных пленок при нагревании в термошкафу требует много времени, имеет недостаточную воспроизводимость, хотя дает возможность фиксировать ранние стадии термодеструкции. Авторы [189] усовершенствовали этот метод, используя для испытаний образцы в виде длинных пленок, непрерывно нагреваемых в плоской печи. Однако и это не исключает ошибок при определении термостабильности вследствие визуального наблюдения за изменением цвета образцов.
Определение термостабильности по изменению окраски расплава на вальцах также широко применяется в производственной практике [191]. Основными достоинствами этого метода являются возможность визуального контроля, непрерывная дегазация материала, легкость
182
183
очистки при смене материала, возможность изготовления образцов для дальнейших исследований и проведение длительного эксперимен та с небольшим количеством материала.
Для вальцев, характеризующихся простой геометрией формующего зазора, средняя скорость сдвига определяется с достаточной точное тью, но измерение температуры и давления в зазоре между валкамк сопряжено с большими ошибками, обусловленными сложностью конструктивного оформления соответствующих датчиков. Авторы [191] усовершенствовали методы определения термостабильности в статических (прессование) и динамических (вальцевание) условиях, оценивая степень эффективности стабилизаторов не визуально, а по количеству НС1, выделяемого пленками при 180 "С в потоке воздуха. Концентрацию НС1 определяют потенциометрическим методом.
Необходимо отметить, что каждый из описанных методов в отдель ности не позволяет учитывать влияния всех многочисленных факторов, определяющих термостабильность ПВХ. Только использование совокупности методов дает возможность всесторонне оценить эффективность действия стабилизаторов. Особое внимание заслуживают те методы, в которых учитывается термомеханическое воздействие на полимер и влияние кислорода на скорость дегидрохлорирования ПВХ [70], что приближает исследование к реальным условиям переработки.
Одна из немногих попыток определения комплексной термостабильности ПВХ по данным двух приборов была сделана в [112]. Термостабильность на реометре "Инстроен" определяли при скорости сдвига 29,7 с-7 в температурном интервале 185 - 210 "С, а на пластографе Брабендера - при частоте вращения ротора 35 - 65 об/мин в интервале температур 165 - 185 "С. В качестве критериев термостабильности были выбраны время до появления окраски расплава гок и время глубокого изменения цвета (от коричневого до черного) гчер. Установленные в [112] зависимости позволяют сопоставлять данные, полученные в разных режимах течения, с целью прогнозирования поведения расплавов при различных температурно-деформационных воздействиях,' так как изменение окраски вследствие образования в полимере хромофорных группировок сопровождается снижением срока эксплуатации и ухудшением качества изделий из ПВХ.
Для определения комплексной термостабильности авторами была создана установка (рис. 7.1), позволяющая наиболее полно использовать преимущества известных методов [54, 55, 57, 68], рассмотренных выше. Над камерой пластографа Брабендера помещали сборник газов, в верхней части которого устанавливали индикаторную бумагу "Конго-рот", которая изменяла цвет при выделении свободного НС1 из ПВХ в процессе пластикации. Термостабильность композиции определяли по двум показателям: по перегибу кривой зависимости М = /(<)> снятой на пластографе Брабендера rmax и по времени, в течение которого индикаторная бумага "Конго-рот", установленная в сборнике газов, не изменяла цвета - tmin. В камеру пластографа, нагретую до заданной температуры, при вращающихся роторах загружали ПВХ композиции. Масса навесок составляла 30 - 35 г для камеры объемом 184
'и
Рис. 7.1. Схема установки для определения комплексной термостабильности:
1 — камера пластографа Брабендера; 2 — сборник газов; 3 — индикаторная бумага "Конго-рот"
/'
30 см3 и 50 - 55 г для камеры объемом 50 см3. Частота вращения роторов - 30 - 150 мин-1, температура нагрева камеры - 100 - 220 "С.
Формование изделий. Для оценки перерабатываемое™ ПВХ материалов на стадии формования изделий методом экструзии и каландрирования, наиболее удобны лабораторные экстру деры [124] и каландры [139], с помощью которых определяют технологические параметры процесса и корректируют найденные соотношения компонентов. При-неправильном нахождении этих параметров или некорректном переносе результатов лабораторных исследований на промышленное оборудование получают брак, наиболее распространенными видами которого являются - "шагрень", волнистость, опалесценция, рябины и др. Многочисленность параметров процессов переработки, разнообразие конструкции перерабатывающих машин и нестабильность свойств исходных компонентов создают серьезные препятствия при переносе результатов исследований с лабораторного на промышленное оборудование.
