Статьи»Ткани с эластомерным покрытием для мягких оболочечных конструкций»Термоэластопласты на основе динамически вулканизующихся смесей «эластомер-термопласт»

Термоэластопласты на основе динамически вулканизующихся смесей «эластомер-термопласт»

Добавлено 01.04.2014

Смеси эластомеров и термопластов приобрели коммерческую и технологическую значимость и начали использоваться в качестве термопластичных материалов только в последние годы. Эти материалы обладают многими свойствами эластомеров, но перерабатываются как обычные термопластичные материалы, их не требуется вулканизировать в течение процесса переработки в изделия. Таким образом, с точки зрения производства готовых изделий такие материалы обладают некоторыми экономическими и технологическими преимуществами.

Наилучшим способом получения композиций термоэластопластов , содержащих вулканизованные частицы эластомера в расплаве пластмассовой матрицы, является метод, называющийся динамической вулканизации.   Такой способ представляет собой процесс вулканизации эластомера в процессе его смешения с расплавленной пластмассой. Сильное механическое воздействие не дает образоваться единой пространственной структуре, сетка рвется на микрофрагменты, которые химически соединяются с матрицей.

Процесс динамической вулканизации это своеобразный путь создания термоэластопластов, обладающих такими же, а некоторых случаях даже и лучшими свойствами, чем свойства эластомерных блок-сополимеров. Но все же новые материалы получаются из смесей уже существующих полимеров. Таким образом, улучшенные термоэластопласты могут быть получены из «старых», уже существующих полимеров. Можно полностью избежать использования новых процессов или новых материалов. Кроме того, можно избежать больших по величине затрат, связанных с разработкой новых материалов (например, затрат на уменьшение воздействия на природу, капитальных затрат, а также необходимость в крупнотоннажном полимеризационном производстве).

Использование подобной технологии позволило получить ряд новых термоэластопластов:  компания  MonsantoCompany  и другие компании  в течение второй половины 1980-х годов получали множество марок таких материалов (около 60 новых материалов в год).

С момента открытия и получения материалов, полученных по процессу динамической вулканизации смесей олефиновых каучуков и полиолефиновых полимеров (например, термоэластопласта Santoprene), коммерческий интерес к ним значительно вырос. Свойства смеси значительно улучшаются в случае небольших размеров эластомерных частиц таких смесей и в случае полной вулканизации эластомера. Результатом такого улучшения являются:

  • уменьшение величины остаточной (необратимой) деформации;
  • улучшенные механические свойства;
  • улучшенная усталостная прочность;
  • повышенная стойкость к агрессивным жидкостям;
  • улучшенные свойства в условиях повышенных температур;
  • повышенная прочность расплава.

Одним словом, процесс динамической вулканизации позволяет получить композиции, обладающие эксплуатационными характеристиками, очень похожими на характеристики эластомеров. В то же время такие композиции термопластичных вулканизатов могут быть довольно легко переработаны в готовые изделия на оборудовании, использующимся для переработки термопластов.

Термопластичные вулканизаты (ТПВ) могут быть получены из большого количества пластмасс и эластомеров,  но только небольшое количество комбинаций может найти коммерческое применение. Например, в работе [ 42 ] рассмотрены результаты исследований 99 комбинаций эластомер- пластмасса ( на основе 11 типов эластомеров и 9 типов пластмасс) для определения практической значимости композиций ТПВ.

Наиболее известны термопластичные вулканизаты на основе СКЭПТ и полипропилена, которые нашли применение в производстве резинотехнических деталей. Известно о новой технологии изготовления приводных ремней на основе сантопрена, которая требует для изготовления ремня лишь три единицы сборочного оборудования вместо обычных 10 – 15 (в зависимости от типа).  Это  позволяет изготавливать продукцию прямо в присутствии заказчика и быстро решить проблему замены вышедшего из строя ремня редко используемой конструкции, и не покупая целый викель ремней (20 -60 штук), изготавливаемых вместе при групповой сборке.  Однако, эта технология не нашла широкого применения из-за недостаточной долговечности ремней , особенно при работе в высокоскоростных приводах. Были также попытки применения сантопрена пониженной твердости 30 – 40 ед.  по Шору А в производстве прорезиненных тканей для изготовления мягких резервуаров.

В литературе описаны работы по созданию термопластичных вулканизатов на основе смесей полиолефинов и диеновых каучуков: бутилкаучука, натурального каучука, нитрильного каучука и стирольного каучука, смесей бутилкаучука и полипропилена.

Содержащиеся в данном разделе сведения о работах в области создания термопластичных эластомерах свидетельствуют о чрезвычайно широких возможностях этого класса полимеров, которые могут привести к революции в резинотехнической промышленности. Смеси представляют собой материалы, обладающие множеством свойств обычных вулканизованных (термореактивных) эластомеров, но перерабатываются такие смеси методами, используемыми для переработки термопластичных материалов.

Они являются  намного более экономически выгодными, чем многостадийные традиционные методы переработки эластомеров. В случае переработки обычных термореактивных эластомеров производитель изделий закупает каучук, наполнители, масла или пластификаторы, сшивающие агенты, стабилизаторы и другие ингредиенты. Затем эти компоненты смешиваются и равномерно диспергируются; после перемешивания компонентов материал перерабатывается  в полуфабрикаты и в изделия методами экструзии, каландрования  или многоэтапной  сборки армированных конструкций (рукавов, ремней, конвейерных лент, изделий из прорезиненных тканей).  После этого предварительно отформованная заготовка  вулканизуется с образованием окончательной геометрии с использованием определенной оснастки или прессформы и нагревается для осуществления процесса вулканизации, для чего может потребоваться довольно длительный промежуток времени и большие затраты энергии. Образующиеся при  таком методе облой и грат, а также бракованные изделия невозможно экономически выгодно вторично перерабатывать.

С другой стороны, изделие, получаемое из неармированного термоэластопласта, изготавливается и приобретает окончательную форму за одну стадию. Облой и бракованные изделия могут быть довольно легко измельчены и повторно использованы. Более детальное сравнение показывает, что процесс переработки термопластов является намного более выгодным с экономической точки зрения, чем процесс переработки термореактивных эластомеров, что обуславливает экономическую целесообразность разработки новых термопластичны эластомеров.

 

"Ткани с эластомерным покрытием для мягких оболочечных конструкций"

Авторский коллектив; Л.Е. Ветрова, к.х.н В.Ф. Ионова,  П.В. Таскаева, к.т.н. А.Т. Титаренко, к.т.н. В.П. Шпаков

Под общей редакцией  к.т.н. В.П. Шпакова

Фотогалерея

Новости

Детский праздник в НИИРПе

В честь начала нового учебного года ОАО "НИИРП" пр...далее

Ежегодная осенняя акция! Скидка 20%!

Трубки прозрачные по выгодным ценам!...далее

С праздником Победы!

9 Мая - День Победы!...далее

Все новости >>


Мы в СМИ



Прямая связь с руководством

Вы можете отправить сообщение руководству компании.

Форма обратной связи

Вы можете отправить нам сообщение

ОАО НИИРП