ximia.org - сайт о химии для химиков
РАЗДЕЛЫ САЙТА
Разная химия
Неорганическая
Органическая
Биологическая
Наглядная биохимия
Токсикологическая

База знаний
Химическая энциклопедия
Справочник по веществам
Таблица Д.И. Менделеева
Гетероциклические соед.
Теплотехника
Углеводы

Партнёры по химии
Всё об Алхимии

Химия в жизни
Каталог предприятий

Дополнительно
Лекарственные средства Фармацевтический справ.
 
Всё о Химии - Ximia.org

ПЛАСТИКАЦИЯ ПОЛИМЕРОВ


Алфавитный указатель: А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я


ПЛАСТИКАЦИЯ ПОЛИМЕРОВ, технол. процесс обработки полимеров, в результате к-рого облегчается их дальнейшая переработка.

Различают два способа пластикации (П.)-механический и термоокислительный (без мех. воздействия). Осн. значение в пром-сти имеет мех. способ. Подводимая к полимеру мех. энергия вызывает гл. обр. деструкцию макромолекул (см. Деструкция полимеров), скорость и глубина к-рой определяются хим. природой полимера, его мол. массой и структурой, т-рой и интенсивностью мех. воздействия и оценивается по уменьшению степени полимеризации (величины мол. массы) или по изменению пластоэластич. характеристик (см. Реология). При повышении т-ры скорость и глубина деструкции проходят через минимум. В зависимости от типа полимера существует определенный температурный диапазон, в к-ром П. полимера минимальна; т-ра, соответствующая такой П., наз. т-рой макс, стабильности при сдвиге (Тст.сдв.) и составляет (0C): для натурального и изопренового (СКИ) каучуков 80-115, для цис-бутадиено-вого (СКД) 20-120, стирольного (CKC) 60-120, этилен-пропиленового каучука (СКЭПТ) 85-155, полихлоропрена 100-110, полиизобутилена 110-140, поливинилхлорида 195, полистирола 180-260, полипропилена >215, полиметилме-такрилата 140.

В области т-р ниже Тст. сдв. под действием мех. напряжений происходит деструкция преим. в средней части макромолекулы; при этом процесс идет до нек-рого предельного значения мол. массы, к-рое зависит от подвижности макромолекул и интенсивности мех. воздействия. Скорость и глубина деструкции в этой области т-р при одинаковой интенсивности мех. воздействия возрастает с уменьшением гибкости макромолекул, увеличением межмол. взаимод., содержания боковых и функц. групп. Деструкция приводит к уменьшению полидисперсности полимеров с широким MMP и к увеличению полидисперсности в случае полимеров с узким MMP. Образующиеся в результате деструкции макрорадикалы взаимод. с O2 воздуха, молекулами полимера, акцепторами своб. радикалов, стабилизируются диспропор-ционированием или рекомбинируют. В области т-р выше Тст. сдв. доминирующим фактором становится термоокислит. и термич. деструкция полимеров, при к-рых места разрыва макромолекул определяются положением химически активных центров и отбираются по закону случая.

Для ускорения П. применяют хим. ускорители - в-ва, являющиеся ингибиторами (акцепторами) своб. радикалов и промоторами окисления. Осн. ускорители П.-пентахлор-тиофенол (ренацит V) и его цинковая соль (ренацит IV), о,о'-дибензамидодифенилдисульфид (пептон-22) и о,о'-бенз-амидотиофенолят Zn (пептон-65), бис-(2,4,5-трихлорфенил)ди-сульфид (бистри), фенилгидразин, каптакс, альтакс, гуанидин и др. в-ва в кол-ве 0,05-3,5% по массе. Все ускорители наиб. эффективны при т-рах выше 60-800C.

При термоокислительной П. изменение пластоэлас-тич. св-в полимеров обусловлено термоокислит. деструкцией макромолекул. В условиях П. одновременно, но с разл. скоростями развиваются деструкция и сшивание макромолекул: на первых стадиях П. превалирует первый, на более поздних - второй процесс. Сшивание, наиб. отчетливо проявляющееся при малых концентрациях O2 и высоких т-рах, тормозится при введении в полимер антиоксидантов, а также при снижении т-ры (в пределах, не вызывающих резкого замедления деструкции).

По технологии проведения процесса различают П. каучу-ков и пластмасс. Цель П. каучуков-уменьшение их высо-коэластич. (обратимой) и увеличение пластич. (необратимой) деформации, что необходимо для облегчения смешения с ингредиентами и формования изделий. Наиб. значение П. имеет при переработке HK. П. подвергают также нек-рые каучуки синтетические. Совр. марки CK, как правило, не требуют П., т. к. их пластич. св-ва (мол. массу) регулируют в ходе синтеза.

Проводят П. HK в червячных пластикаторах, резино-смесителях или на вальцах при т-ре выше или ниже Тст. сдв. . Поскольку вследствие саморазогрева материала П. наиб, интенсивно происходит в первые 10-15 мин обработки, процесс проводят в одну, две или три стадии с "отдыхом" (6-8 ч) и охлаждением после каждого цикла. В соответствии с этим различают и продукты одно-, двух- и трехразовой П.-пластикаты П-1, П-2 или П-3, имеющие пределы пластичности 0,21-0,30, 0,31-0,40, 0,41-0,50 соответственно. Пластикаты П-1 и П-2 получают обычно, пропуская каучук через червячную машину при т-ре в цилиндре машины 60-700C, в головке цилиндра 105-1150C с охлаждением водой и отдыхом 3-8 ч. Пластикаты, полученные в червячной машине, м. б. на послед, стадиях подвергнуты обработке в резиносмесителе (8-16 мин, 120-1800С) или на вальцах (12-24 мин, 50-550C). Применяют также П. в резиносмесителе в одну стадию (13-18 мин) с послед. доводкой каучука до требуемой пластичности (0,3-0,5) при обработке на вальцах при 60-800C. Использование ускорителей П. позволяет сократить продолжительность процесса в 2-2,5 раза. Техн. марки HK (напр., SMR) пластицируют обычно в резиносмесителе в присут. ускорителей в течение ~ 2 мин при 155-1700C, часто совмещая с послед. смешением.

СКИ при необходимости пластицируют в резиносмесителе в течение 1-10 мин в присут. ускорителей или на вальцах, бутадиен-нитрильные каучуки-на вальцах (25-400C, 20-40 мин), хлоропреновые каучуки серного регулирования - на вальцах или в резиносмесителе при т-ре ниже 1000C.

Термоокислительную П. (без мех. воздействия) в пром. масштабе используют гл. обр. для обработки жестких бута-диен-стирольных каучуков. Оптим. условия такой П., к-рую проводят в котлах с циркуляцией воздуха,-130-140 0C, 0,25-0,4 МПа, 60-80 мин (без мех. воздействия).

П. пластмасс связана с их размягчением (плавлением) в условиях, максимально предотвращающих деструкцию. Обычно процесс проводят в обогреваемых пластицирующих узлах (пластикаторах) литьевых машин червячного и плунжерного типов. Давление расплава на выходе из червячного агрегата должно быть <35 МПа. Условия П. для полистирола 218-2320C, 7-18 МПа, для полипропилена 232-2400C, 20-30 МПа, АБС-пластика 204-2320C, 3,5-7 МПа, полиэтилена низкого давления 232-246 0C, 20-25 МПа, поли-амида-6,6 266-2770C, <35 МПа; т-ра зон плавления и дози-рования пластмасс должна быть на 28-450C ниже, чем на выходе из червячного агрегата.


===
Исп. литература для статьи «ПЛАСТИКАЦИЯ ПОЛИМЕРОВ»:
Симионеску К., Опреа К., Механохимия высокомолекулярных соединений, пер. с рум., M., 1970; Барамбойм H. К., Механохимия высокомолекулярных материалов, 2 изд., M., 1971; Торнер P. В., Основные процессы переработки полимеров, M., 1972; Соболев В. M., Бородина И. В., Промышленные синтетические каучуки, M., 1977; Кошелсв F. F., Корнев A. E., Буканов A. M., Общая технология резины, 4 изд., M., 1978; Казале А., Портер Р., Реакции полимеров под действием напряжений, пер. с англ., Л., 1983. Ф. E. Куперман.

Страница «ПЛАСТИКАЦИЯ ПОЛИМЕРОВ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.

 

Всё о Химии для учеников, учителей, студентов и просто химиков