Измельчение в процессах переработки полимеров

Измельчение в процессах переработки полимеров [92-96] [c.814]

В процессах переработки полимеров и получения композиционных полимерных материалов диспергированию подвергаются материалы самого различного типа в оборудовании самой разнообразной конструкции. Измельчению подвергаются материалы как хрупкие, так и высокоэластические. При начальном размере частиц исходных материалов от нескольких миллиметров до нескольких сотен миллиметров (отходы трубных производств) в результате измельчения требуется получение частиц с конечными размера.ми от нескольких микрометров до миллиметров. [c.106]

Уменьшение размеров исходных компонентов, осу-ш ествляемое при смешении в ходе приготовления композиций, чаш,е называют диспергированием (принципиальной разницы между терминами измельчение и диспергирование нет). Данный процесс происходит под действием напряжений сдвига, возникающих вследствие относительного движения в системе полимер— частица . К таким процессам относятся, в частности, разрушение агломератов наполнителей в каучуках, уменьшение размеров капель отвердителя при его введении в эпоксидные олигомеры и др. (см. Переработка полимеров). [c.814]

Влияние механических воздействий на химические процессы в полимерах. Механохимическая деструкция [33]. В процессе механической переработки полимеров илн их смесей с наполнителем (вальцевание, измельчение, прессование, каландрирование) возникают большие внутренние напряжения, которые могут привести к разрыву цепи макромолекулы, к механохимической деструкции. Такие же разрывы возникают при замораживании водных растворов полимеров ( криолиз ), во время течения вязких растворов их по узким капиллярам, при действии ультразвука и т. д. [c.640]

Стеклянные волокна имеют очень низкую стоимость и их измельчение для использования в полимерных композициях с короткими волокнами незначительно удорожает стоимость стеклопластиков, хотя при этом несколько снижается эффективность их усиливающего действия. Возможно даже снижение стоимости некоторых изделий из термопластов, таких как полиамиды при наполнении их стеклянными волокнами, хотя этот выигрыш в стоимости материала может понизиться за счет возрастания стоимости его переработки. С другой стороны, введение дорогих нитевидных кристаллов, таких, как кристаллы карбида кремния или оксида алюминия, целесообразно только при резко выраженном усиливающем эффекте. Так как монокристаллы обладают длиной больше критической, на практике обычно наблюдается высокая эффективность усиления ими полимеров, а вследствие малого диаметра и высокой прочности они значительно меньше повреждаются в процессах переработки. Кроме того, из-за чрезвычайно высокой прочности монокристаллы резко повышают прочность наполненных композиций при сравнительно низких объемных долях. Однако, несмотря на эти достоинства, высокая стоимость производства высококачественных монокристаллов требуемой прочности, длины и диаметра, а также дополнительные трудности получения полимерных композиций с ориентированными монокристаллами затрудняет их конкуренцию с обычными стеклопластиками. [c.98]

Конфигурация и морфология макромолекул полимера, как будет более подробно рассмотрено в разделе 7.1, могут оказывать заметное влияние на механохимические процессы в твердом состоянии. От этих особенностей структуры зависят образование плоскостей раскалывания, форма образующихся частиц и скорость деструкции. Изучали это явление путем измельчения в вибромельнице полипептидов различного строения (глобулярных и линейных) [919] и целлюлозы 1713]. Установлена зависимость скорости разложения гелей" полихлоропрена при пластикации от исходной кристалличности каучука. Влияние кристалличности было обнаружено также в процессе переработки этого полимера. Более кристаллические (жесткие) полимеры деструктируют быстрее [1250], видимо, вследствие увеличения эффективной деформации аморфных сегментов "макромолекул. В твердом состоянии химическая природа полимера влияет также на удельную поверхность частиц при механическом диспергировании и температуру спекания, т. е. температуру, при которой резко изменяется площадь поверхности диспергированных частиц [9771. По данным [c.105]

Вследствие особого цепного строения молекул полимеров разрыв их часто может происходить и под действием чисто механических воздействий. Это используется, например, в резиновой промьшшенности в процессе пластикации, при котором молекулярный вес натурального или синтетического каучука снижается в результате механических воздействий. При такой обработке полимеры приобретают свойства, которые облегчают последующую переработку. Измельчение и вальцевание приводят к тем же результатам. Силы, действующие на макромолекулы при сдвиге, также вызывают разрыв полимерных цепей эти процессы могут происходить в растворе под действием ультразвука, при встряхивании [69], взбивании 70], в результате действия скоростной мешалки (71] или в турбулентном потоке 172], например при продавливании раствора через капилляр или сопло под высоким давлением. [c.84]

Стабильность полимеров — это комплексная характеристика, оценивающая стойкость материала к термоокислительной, гидролитической и механической (механохимической) деструкции в процессах его подготовки (сушки, измельчения, смешения и т. п.) и переработки. Химические превращения полимеров под действием температуры, влаги и кислорода, например, при плавлении, течении (формовании) интенсифицируются в поле механических напряжений. Реакции полимеров под напряжением [14, 94, 95] во многом определяют не только реологические свойства и выбор температурно-скоростных режимов переработки, но и комплекс свойств и эксплуатационных характеристик получаемых изделий. [c.189]

Под влиянием механических воздействий, которым подвергается капрон при переработке и эксплуатации (механическое измельчение в дробилках, течение расплава через сопло пресс-форм, износ и др.), происходит механодеструкция. В практике переработки и применения полимеров механохимические процессы, инициируемые механической деструкцией, получили широкое распространение. По Журкову, механическое разрушение следует рассматривать как термическую деструкцию, активированную механическими напряжениями. В присутствии кислорода скорость механодеструкций полиамидов увеличивается. В атмосфере, богатой кислородом, при повышенной температуре деструкция полиамидов протекает быстрее, чем в вакууме. По данным Гордона 14], средняя скорость поглощения кислорода при 30 °С в первые 12 ч для полиамидов выше, чем для поливинилхлорида, полиэтилена и полистирола. Кроме то- [c.13]

Лучший метод окраски полистирола — шнековый [366]. Процесс осуществляется непрерывно, и краситель равномернее распределяется в массе полимера. В загрузочную камеру шнек-машины поступают порошок полистирола и краситель, а из головки машины. непрерывно выдавливается окрашенная масса в виде прутков, которые охлаждаются водой и рубятся ножом на кусочки. При такой работе не возникает пыли и удельный объем материала значительно меньше по сравнению с объемом порошка, полученного измельчением вальцованной массы. Кусочки окрашенного полистирола благодаря своему одинаковому размеру равномерно прогреваются при дальнейшей переработке. [c.119]

Широко исследовано также действие измельчения на полиамидные волокна [890, 923, 1113, 1114 ]. Этот процесс имеет большое значение для промышленности синтетических волокон с точки зрения решения проблемы переработки брака и утилизации отходов. Изменение удельной поверхности волокон зависит от температуры измельчения (см. раздел 7.1 и рис. 7.5). Без охлаждения волокна агломерируют, т. е. удельная поверхность падает. При —60 °С в результате повышения хрупкости полимера измельчение приводит к увеличению площади поверхности с наиболее вероятным размером частиц около 8 мкм. Среда не влияет на изменение площади поверхности [890, с. 114], но молекулярная масса обычно падает (см. рис. 3.1), причем это уменьшение больше при проведении процесса в среде кислорода. Ход процесса может быть описан уравнением (2.20) (см. также гл. 7). Впоследствии это уравнение было модифицировано с целью учета структурной упорядоченности полимера. Кроме снижения молекулярной массы измельчение вызывает разрушение высокоориентированных структур. Измельчение ПА приводит к расслоению агрегатов, изменению общего числа концевых групп, формированию новых окисленных групп и изменению удельной поверхности, что в свою очередь изменяет абсорбцию красителя (табл. 6.11). На радикальный процесс накладывается механически активированный гидролиз, если виброизмельчение проводилось на увлажненных полимерных волокнах [923]. [c.267]

Для измельчения отходов синтетического каучука и резины применяют роторное измельчение, криогенный процесс переработки отработанной резины, дробилки ударного действия в сочетании с низкотемпературной обработкой отходов, растворение иод давлением сжиженного газа в каучуке и последующее мгновенное его дросселирование. Применение новых УДА-уста-1ЮВ0К (универсального дезинтегратора — активатора) позволяет диспергировать и активировать отходы резины, придавая им новые свойства, получить ценный порошковый наполнитель для полимеров. [c.143]

Механическая деструкция. В процессе механической переработки полимеров или их смесей с наполнителе (е 1льцевапие, измельчение прессование, каландрование) возникают большие внутренние напряжения, которые могут привести к разрыву макромолекул. То же наблюдается и при эксплуатации полимерных материалов под действием мехаиичсских напряжений Разрыв макромолекул приводит к образованию макрорадикалов, способных инициировать различные химические реакции в полимерах, которые называются механохимичсскими. [c.216]

Содержит материалы исследований процессов переработки резин, серной и металлооксидной вулканизации, порообразования, дымообразования и стабилизации резин. Большое внимание уделено влиянию физико-химических свойств ингредиентов на кислотостойкость, электропроводность и другие характеристики резин формированию фазовой структуры и кристаллизации полимеров. Рассматриваются также вопросы повышения качества деталей лентопротяжных механизмов, листовых резиновых заготовок, пневмоэлементов гусеничных ходовых систем применения новых полимеров и ингредиентов, в том числе отходов теплоэнергетики, грубодисперсных шламов, измельченных отработанных вулканизатов, а также низкомолекулярных каучуков и олигоэфиракрилатов для улучшения технологических свойств резин. [c.2]

В процессе механической переработки, полимеры подвергаются самым разнообразным воздействиям. Так, при вальцевании, шприцевании, смешении, прессовании, измельчении, размалывании, фрезеровании, шлифовании, обтачиванпи, резании полимеры подвергаются з дару, раздавливанию, срезу,. сдвигу или ко.мбиниро-ваниым воздействиям с большим диапазоном скоростей. Эти воздействия, как правило, несравненно более интенсивны по величине действующих сил, чем испытываемые полимерами при утомлении в эксплуатационных условиях, и отличаются относительной кратковременностью механического воздействия, зачастую однократного. [c.186]

Гетерогенная прививка одного полимера к другому в процессе переработки может дополняться химической модификацией готового изделия. В работах [136, 137] показано, что можно осуществить привитую сополиме-ризацию бутадиена к полиэтилену высокой плотности и полипропилену путем облучения. Кристаллическая решетка и размеры кристаллитов полиэтилена не изменяются в результате прививки. Прививка не разрушает ламелей полиэтилена, но оказывает разрушающее действие на сферолитную структуру полимера, приводя в конечном счете к измельчению надмолекулярной структуры. Эта реакция идет на поверхности ламелей (кристаллитов) полимера, и с увеличением процента прививки общая степень кристалличности полимера падает. В результате получается новый материал с иными свойствами. [c.29]

К. X. подразделяется такн е на ряд областей по наиболее важным группам дисперсных систем учение об эмульсиях и пенах, суспензиях и коллоидных р-рах, пористых дисперсных телах адсорбентах, катализаторах и их носителях), учение об аэрозолях, К. х. структурированных систем (гелей), К. х. лиофильных коллоидов — полуколлоидов типа мыл них растворов. Очень велико значение современной К. х. в ряде наиболее актуальных отраслей техники, гдо К. х. служит научной основой важнейших технологич. процессов. Таковы техиология строительных материалов и силикатов (керамич. производств), особенно огнеупоров и тонкой керамики для новой техники технология переработки полимеров и особенно нроиз-ва пластмасс и резин с активными, всегда высокодисперсными наполнителями лаков и красок, а также лакокрасочных (полимерных) защитных покрытий с использованием пигментов, служащих активными наполнителями в згачестве дисперсной фазы технология различных процессов разрушения твердых тел и в особенности их тонкого измельчения, а также процессов бурения горных пород, включая и реологию тиксотропно-структурированных промывочных жидкостей (дисперсий), процессов шлифовки и полировки технология процессов обогащения полезных ископаемых, их отделения в дисперсном состоянии от пустой породы, особенно методами флотации технология обработки волокон и тканей, процессы моющего действия, крашения и полиграфич. процессов печатания произ-во бумаги почти все области пищевой пром-сти. [c.323]

Если принять во внимание механизм усталости полимеров, то неудивительно, что присутствие акцепторов радикалов оказывает сильнее влияние на этот процесс [171, 712, 916, 940, 1205, 1209, 1230, 1235, I25I ]. Акцепторы радикалов не могут препятствовать протеканию механохимических процессов, но могут приостанавливать их развитие, реагируя с образующимися радикалами. Напротив, добавление инициаторов снижает время жизни образца при испытании на усталость (табл. 7.4). Показано, что эффективность действия различных противоусталостных добавок зависит от способа их введения и природы полимера [916, 1205, 1209, 1230]. Проблема выбора наиболее эффективных добавок, повышающих сопротивление полимера усталости, является чрезвычайно сложной с точки зрения переработки полимеров. Если добавки вводят при измельчении образцов, они могут реагировать с макрорадикалами, образованными в процессе переработки каучука [1209]. В результате этого длительность пластикации оказывает влияние на последующее сопротивление полимера усталости [483, 1235]. Поскольку напряжения неоднородны, антиоксиданты расходуются также неравномерно [1124]. Большая часть приведенных примеров относится к каучукам, хотя ингибиторы могут значительно повышать срок службы большинства полимерных 338 [c.338]

В последние годы успешно осуществляют смешение полимера с неполимерными компонентами в виде порошков. Дальнейшую переработку композиций в изделия в этих случаях также производят по так называемой порошковой технологии. Возникает необходимость в получении полимерных компонентов в виде порошков. Это может быть осуществлено в процессе синтеза полимера (как, например, в случае получения порошкообразного ПЭВП), а также методом распыления расплава полимера, предварительно смешанного с горячей водой, химическим осаждением из раствора и механическим измельчением. Метод получения порошков выбирают в зависимости от требуемых размеров частиц и специальных свойств полимера. [c.140]

TOB, так как процесс полимеризации никогда не доходит до конца. Остатки мономера снижают теплостойкость и ускоряют старение. В том случае, когда блоки предназначены для дальнейшей переработки, например для литья под давлением или для шприцевания, полимер дробят на мелкие куски (гранулы). Благодаря этому создаются более благоприятные условия для удаления остатков незаполимернзовавшегося стирола (путем высушивания измельченного продукта в вакуумных сушилках или постепенного улетучивания мономера при хранении). [c.117]

Широкие возможности для варьирования уровня гетерогенности и степени совмещенности полимер-полимерных систем в твердой фазе дает использование метода, основанного на совместном диспергировании полимеров при интенсивных силовых воздействиях типа давления со сдвигом (ИСВДС) [6-8]. Если переработке подвергается смесь полимеров, процесс сопровождается значительными изменениями структурной упорядоченности систем, что существенным образом сказывается на свойствах полимерной композиции, в том числе на ее термоустойчивости. В процессе ИСВДС получаются однородные композиции из термодинамически несовместимых полимеров, например, ПВХ с полиэтиленом (ПЭ) и полипропиленом (ПП), этилен-пропиленовыми сополимерами, полибутадиеном. В определенном температурно-скоростном режиме измельчения и в определенном интервале соотношений компонентов, зависящем от природы второго полимера, полимерные смеси получаются в виде однородных высоко дисперсных порошков. Весьма примечательно, что смеси ПВХ-ПЭ, полученные ИСВДС и содержащие > 20% мае. ПЭ, характеризуются пониженной термоустойчивостью. В смесях, содержащих более 80% мае. ПЭ, процесс дегидрохлорирования ПВХ резко ускоряется (рис. 1). [c.248]

Полимеры с сетчатой структурой обычно относят к термореактивным пластмассам, которые, как правило, не поддаются переработке методами отливки, экструзии и т. п. В последние годы было установлено [133, 151, 173], что облученный полиэтилен, в отличие от многих других структурированных полимеров, после измельчения можно перерабатывать литьем и экструзией. Основные особенности происходящих при этом процессов рассмотрены в работе Каваи и Келлера [365]. В процессе измельчания уменьшается содержание гель-фракции, но после экструзии и других видов переработки свойства облученного полиэтилена в значительной мере восстанавливаются. Из работы [224] следует, что после измельчения облученный полиэтилен может наноситься методом экструзии на проволоку при производстве кабеля, используемого при высоких температурах. В патентной литературе указывается, что добавление измельченного облученного полиэтилена к необлу-ченному существенно улучшает свойства последнего [198]. [c.102]

Изучению процесса высокотемпературной переработки в засплаве посвящено небольшое количество работ. Получены 756, 757] ИК-спектры пластинок нестабилизированного полиэтилена, которые изготавливались после измельчения полимера при температурах, лежащих выще температуры плавления, а также приведен ИК-спектр [758] пленки полиэтилена после окисления в расплаве при 225 °С. Во всех случаях основным продуктом окисления был кетон. Наблюдалось снижение характеристической вязкости после окисления в расплаве [755, 758] и уменьщение среднемассового значения молекулярной массы Mw после экструзии [759, 760], однако детального исследования изменений молекулярной массы не проводилось. [c.201]

Для получения блочного полистирола мономер, смешанный с перекисью бензоила (0,1—0,5% от веса стирола), заливают в формы. В этих формах мономер под влиянием повышенной температуры (60—80° С) постепенно превращается в твердый полимер. После завершения процесса полимеризации полистирол приобретает форму сосуда, в котором осуществляется полимеризация. Таким образом могут быть получены готовые литые изделия в виде пластин, брусков, цилиндров и деталей различной формы. Технология блочной полимеризации наиболее приемлема для получения тонких пластин и листов и небольших деталей, так как в этом случае почти исключаются местные перегревы, вызывающие различную степень полимеризации внутри блока. При получении блоков больших размеров, вследствие плохого отвода тепла, возникающие местные перегревы приводят к получению материала, неоднородного по своим свойствам. Полистиролы, полученные путем блочной полимеризации, всегда содержат остатки мономера и низкомолекулярных продуктов, так как процесс полимеризации никогда не завершается до конца. Остатки мономера приводят к снижению теплостойкости и к ускорению процессов старения. В том случае, когда полученные блоки предназначены для дальнейшей переработки, например для литья под давлением или шприцевания, полимер раздробляют на мелкие кусочки (гранулы), благодаря чему создаются более благоприятные условия для удаления остатков незаполимеризовавшегося стирола (путем высушивания измельченного продукта в вакуумных сушилках или постепенного улетучивания мономера при хранении). [c.96]

Та часть общего объема производства пластмасс, которая может быть использована при повторной переработке, подвергается измельчению для использования в виде порошкообразных добавок при первичной переработке пластмасс. В некоторых случаях (например, при вторичной переработке ПММА) возможно термическое разложение полимера до мономера, используемого для нового синтеза полимера. Материал, подвергнутый вторичной переработке, не обладает в полной мере свойствами, присущими первичному полимерному материалу этого типа. В процессе эксплуатации происходит, например, накопление кислородсодержащих атомных групп, являющихся реакционноспособными центрами, способствующими дальнейшей деструкции. Поэтому дорогостоящий (учитывая затраты на сбор, сортировку, очистку, измельчение и повторную грануляцию) вторичный полимерный материал неизбежно оказывается к тому же худшего качества по сравнению с первичным и неохотно используется переработчиками. Однако, используя повышенную реакционную способность амортизованных пластмасс, возможно путем несложной химической обработки получать новые модифицированные полимерные материалы, эксплуатационные свойства которых иногда даже превосходят свойства, присущие исходному материалу до его употребления. В качестве примера можно привести облагораживание полиолефинов кремнийорганическими жидкостями [123] или лигни- [c.355]