Поливинилхлорид - Ульянов В.М.
ISBN 5-7245-0727-7
Скачать (прямая ссылка):
191
190 *
Рис. 7.6. Схема установки для определения температуры и времени поглощения пластификатора:
i — смесительная камера; 2 — лопастная мешалка; 3 — электродвигатель постоянного тока; 4 -тензодатчик замера моментов сопротивления; 5 — электронный измерительный мост; 6 — термостат
Рис. 7.7. Зависимость момента силы Af и температуры массы от времени f перемешивания смесей порошкообразных полимеров с ДОФ в соответствии 2:1:
1 — ПВХ М-64; 2 — сополимер ВХ—ВА; 3 — ПВХ С-7059М; 4 — температура массы (температура камеры 120 °С)
масса полимера поглощает пластификатор (ДОФ) при 55 - 95 "С в течение 6-11 мин.
Процесс поглощения пластификатора влияет и на образование в ПВХ материалах широко известных дефектов - "рыбьих глаз" (гели-ков). Известно, что причинами возникновения "рыбьих глаз" является морфологическая неоднородность зерен суспензионного и блочного ПВХ [12]. Установлено [9], что гелики - это неразрушенные полностью или частично зерна ПВХ, ограниченно набухшие в пластификаторе. Ограниченное набухание характеризуется наличием диффузионного фронта продвижения пластификатора к центру зерна. Монолитные зерна, а также зерна, содержащие области с характерной пористой структурой или полностью прозрачны, или имеют непрозрачные включения, образующие "ядро" гелика. В зависимости от степени набухания в пластификаторе, которую характеризует положение границы набухания, гелики имеют форму, близкую к сферической.
С помощью электронной микроскопии установлено, что геликами становятся компактные зерна с плотной упаковкой составляющих их глобул микронного уровня при различной степени упаковки глобус от монолитных стекловидных частиц, в которых границы между глобу лами практически полностью исчезли, до пористых белых, но с порами, преимущественно замкнутыми из-за образования в таких зерна" монолитного поверхностного слоя толщиной до 10 мкм.
Можно предположить, что образование геликов связано с морфо"0-гической неоднородностью зерен порошка ПВХ, обусловленной "зар8' щиванием" в некоторых зернах пор полимерной фазой, которое начинается с поверхности, т.е. связано с миграцией мономера в зерно я
192
1
вызвано либо развитием полимеризационного процесса на ранее сформировавшихся частицах полимера, либо опережающим ростом полимерной фазы в некоторых полимер-мономерных частицах. Последнее может иметь место вследствие неравномерного распределения инициатора в таких частицах.
Независимо от степени набухания в пластификаторе компактные зерна не разрушаются в процессе переработки, так как их распад под воздействием тепла и сдвига затруднен и они, подобно наполнителю, сохраняют свою дисперсную фазу в расплаве. В то же время наличие эластичности вследствие поглощения пластификатора делает их способными проникать через фильтрующие сетки, установленные на экструдерах и стрейнерах.
Таким образом, причиной негомогенности пластифицированного (с большой степенью достоверности можно утверждать, что и для неплас-тифицированного) ПВХ является наличие монолитного поверхностного слоя толщиной менее 10 мкм в отдельных зернах ПВХ (в пределе - зерно стекловидное и толщина слоя равна радиусу зерна), превращающего открытую пористость в замкнутую. При этом не имеет значения степень сплошности перицеллярной оболочки (например, блочный ПВХ ее вообще не имеет).
Влияние различных типов пластификаторов на количество геликов рассмотрено в [164]. Оценку технологичности проводили на экструзи-онном реометре с щелевой головкой 2,5 х 25 мм при температуре 150 -169 °С и скорости шнека 60 об/мин. В результате получили следующие данные о содержании геликов (гель/см2):
Диоктилфталат 5 Диоктиладипииат 0,2
Диизооктилфталат 1,4 Диизодециладипииат 3,4
Диизодецилфталат 5,0 Диоктилсебацииат 2,8
7.4. Влияние наполнителей на технологические свойства поливинилхлоридных композиций
В современной технологии переработки полимеров существует тенденция к расширению использования разнообразных наполнителей в композиционных материалах на основе ПВХ. Применение наполнителей позволяет получать материалы с более широким комплексом свойств в сочетании с низкой стоимостью и экономией полимерного сырья [47, 61, 74, 83]. В перспективе прогнозируется опережающий рост производства наполненных ПВХ материалов для электротехнической промышленности, строительных конструкций, машиностроения, транспорта, производства товаров для быта, тары и упаковки.
Наполненные жесткие ПВХ материалы. При наполнении жесткого ПВХ можно выделить три области концентраций наполнителей: низкие-до 10-15% (мае), средние-до 15-40% (мае.) и высокие-выше 40% (мае.) [65]. Введение уже небольших количеств наполнителя улучшает их технологические свойства, атмосферостойкость и другие показатели, не снижая основные эксплуатационные характеристики
193
материала [ПО]. Так, использование природно обогащенного мела с размером частиц 5-10 мкм в ПВХ композициях в концентрациях до 2% (мае.) в производстве напорных труб до 5 - 90% (мае.) безнапорных и до 9% (мае.) дренажных, а также до 13% (мае.) при получении профилей способствует повышению термостабильности, уменьшению кажущейся вязкости за счет увеличения скорости пристенного скольжения, улучшению сыпучести [115].
