Поливинилхлоридные композиции, модифицированные олигомерными органосилоксанами, для высокоскоростных процессов переработки (1090941), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Пластограммы смешения ПВХ композиций с различным содержанием мела.Содержание мела: 1 - 0 м.ч., 2 - 20 м.ч., 3 - 40 м.ч., 4 - 60 м.ч., 5 - 80 м.ч., 6 - 100 м.ч.Содержание органосилоксана САГ-14: (а) 0 м.ч.; (б) 1 м.ч.(температура смешения 190ºС, скорость вращения вала 50 об/мин)78121350800а1250Крутящий моментКрутящий момент30022003150100б170045060025004003300420010000012345Время, мин678012345Время, мин678Рисунок 25. Пластограммы смешения ПВХ композиций с мелом и различным содержаниемСАГ-14.
Содержание САГ-14: 1 - 0 м.ч., 2 - 0,25 м.ч., 3 - 0,5 м.ч., 4 - 1 м.ч.Содержание мела: (а) 0 м.ч. (0 % об); (б) 100 м.ч. (33 % об.).(температура смешения 190 ºС, скорость вращения вала 50 об/мин)Можно сделать вывод о влиянии органосилоксана САГ-14 в композициях сразличным содержанием мела (рисунок 25). В ненаполненных композициях(рисунок 25 а), при введении органосилоксана, также наблюдается изменения входекривых:постепенноисчезаюткритическиемоменты,значительноуменьшаются установившиеся моменты, увеличивается время пластикации. Этосвидетельствует об эффективности САГ-14 в ненаполненных композициях. Такоеповедение может быть объяснено с позиций проявления внешнего смазывающегоэффекта. Органосилоксан САГ-14 выходит на поверхность раздела полимерметалл и снижает трение между ними, позволяя расплаву проскальзывать постенкам камеры. Увеличение времен пластикации объясняется тем же эффектомпроскальзывания,приводящегокснижениюсдвиговыхнапряженийи,соответственно, саморазогрева расплава.
Такой эффект характерен и для другихвнешних смазок (см. раздел 1.1), который на практике устраняется введением вкомпозицию акрилатных модификаторов переработки.Рисунок 25 б иллюстрирует влияние САГ-14 в композициях с достаточнобольшим содержанием мела – 100 м.ч. на 100 м.ч. ПВХ. Как уже отмечалось,введение органосилоксана приводит к уменьшению крутящих моментов присмешении и увеличению времен пластикации.
Введение даже малых количеств122(0,25 м.ч.) добавки приводит к уменьшению моментов при смешении. 1 м.ч. САГ14 в составе мелонаполненной ПВХ композиции приводит к значительномууменьшению критических и установившихся крутящих моментов.
Действиеорганосилоксана САГ-14 оказалось настолько эффективным (рисунок 24 б), чтокритические крутящие моменты не проявляются даже при увеличениисодержания наполнителя до 80 м.ч. на 100 м.ч. ПВХ (28% об.). Такое поведениеможно объяснить всѐ тем же эффектом внешнего смазывания.Не смотря на то, что основным наполнителем для изделий из ПВХ являетсямел, далее были исследованы композиции с другими наполнителями.
На рисунках26, 27 представлены пластограммы смешения композиций с шунгитом. Характерзависимостей крутящего момента от времени при смешении имеет сходныйхарактер, с уже рассмотренными выше композициями с мелом. Однако былиобнаружены и некоторые особенности. При увеличении содержания шунгита вкомпозиции,значенияМкрувеличиваютсянезначительно(рисунок26).Наблюдается значительный рост критических моментов Мкр при введении 20 м.ч.шунгита. При дальнейшем увеличении содержания этого наполнителя Мкрпрактически не изменяется.600Крутящий момент5005640030022003100410012345Время, мин678Рисунок 26.
Пластограммы смешения ПВХ композиций с различным содержаниемшунгита. Содержание шунгита: 1 - 0 м.ч., 2 - 20 м.ч., 3 - 40 м.ч., 4 - 60 м.ч., 5 - 80 м.ч., 6- 100 м.ч. Содержание органосилоксана САГ-14 0 м.ч.(температура смешения 190ºС, скорость вращения вала 50 об/мин)123На рисунке 27 приведены пластограммы смешения ПВХ композиций сразличным содержанием органосилоксана САГ-14 и шунгита. Хорошо видно, чтоэта органосилоксановая добавка способствует устранению критических моментови понижению установившихся крутящих моментов. Однако, в отличие отнаполненных мелом композиций, действие САГ-14 проявляется не во всеминтервале концентраций шунгита.Длянахожденияэффективныхконцентрационныхпределоворганосилоксана САГ-14 рассмотрим рисунки 27 а, б, в.
На них изображеныпластограммы наполненных композиций с различным содержанием шунгита. Принебольших содержаниях наполнителя, поведение пластограмм аналогичноповедению наполненных мелом ПВХ композиций (рисунок 27 а). Однако, присодержании шунгита 40 м.ч. (18% об.) 0,25 и 0,5 м.ч. модификатора уже невызывают изменения крутящих моментов (рисунок 27 б).
Добавка 1 м.ч. САГ-14оказывается по-прежнему эффективной. При дальнейшем увеличении содержанияшунгита влияние органосилоксана практически не проявляется (рисунок 27 в).124600700а140030022003100Крутящий момент6005001500240030032001004400012345Время, мин670880012345Время, мин678в700Крутящий моментКрутящий моментб16005002400300200431000012345Время, мин678Рисунок 27. Пластограммы смешения ПВХ композиций с шунгитом и различнымсодержанием САГ-14. Содержание САГ-14: 1 - 0 м.ч., 2 - 0,25 м.ч., 3 - 0,5 м.ч., 4 - 1 м.ч.Содержание шунгита: (а) 20 м.ч. (10 % об.); (б) 40 м.ч. (18 % об.); (в) 60 м.ч.
(24 % об.).(температура смешения 190 ºС, скорость вращения вала 50 об/мин)Также, хотелось бы отметить, особенность поведения ПВХ композиций сцеолитом. При содержании цеолита до 60 м.ч. (26% об.) ход пластограмманалогичен уже рассмотренным выше зависимостям для других наполнителей.При больших степенях наполнения (31 и 37% об.
(80 и 100 м.ч.)) ход пластограммсущественно изменяется (рисунок 28). При временах смешения более 5 минутпроявляется второй пик, что является аномалией, ведь процесс пластикации кэтому времени уже прошел. Отметим, что в качестве установившихся моментов(Мр) рассматривали значения в «седловине» зависимостей – до проявлениявторого пикаКрутящий момент12590080070060050040030020010001324012345678Время, минРисунок 28.
Пластограммы смешения ПВХ композиций с цеолитом. Содержаниецеолита: 100 м.ч. (37 % об.).Содержание САГ-14: 1 - 0 м.ч., 2 - 0,25 м.ч, 3 - 0,5 м.ч., 4 - 1 м.ч.(температура смешения 190 ºС, скорость вращения вала 50 об/мин)Подробно данное явление исследовано не было, однако было высказанопредположение о возможном влиянии цеолита на термостабильность полимера.Его каталитические свойства широко известны [242, 243], также имеетсяинформация о взаимодействии HCl с поверхностью цеолита [250], приводящее кобразованию хлоридов алюминия, являющихся катализаторами терморазрушенияПВХ.Концентрационные пределы эффективности органосилоксановой добавкинаглядно иллюстрируются рисунком 29. На нѐм представлены зависимостиустановившегося крутящего момента (Мр) при смешении композиций отсодержания наполнителей и органосилоксана САГ-14.Как уже было рассмотрено, САГ-14 эффективно уменьшает крутящиемоменты в композициях с мелом, даже при больших степенях наполнения (100м.ч.мелана100м.ч.ПВХ(33%об.)).Дляшунгитанаблюдаетсяконцентрационная граница эффективности применения САГ-14, расположенная врайоне концентрации 21 % об.
(50 м.ч.), выше которой действие органосилоксанане проявляется. Крутящие моменты для композиций с различным содержаниемСАГ-14 совпадают. При исследовании композиций с диатомитом (рисунок 29 в)также была обнаружена концентрационная граница эффективности на уровне12619 % об. (40 м.ч.) наполнителя. При рассмотрении композиций с цеолитом(рисунок 29 г) можно обнаружить границу эффективности на уровне 10 % об. (20м.ч.). Введение больших количеств органосилоксана САГ-14 (более 1 м.ч.
на 100м.ч. ПВХ) способно повысить концентрационные границы эффективности, нонеизбежно приведет к росту стоимости материала.а60015002400Мр33005002400200410031000400 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4Содержание мела, об. доли60012в0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4Содержание шунгита, об. долиг60050012Мр400Мр4003003002001001300200500бМр6004302004310000 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4Содержание диатомита, об. доли0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4Содержание цеолита, об. долиРисунок 29.
Зависимости установившегося крутящего момента (Мр) при смешенииПВХ композиций от содержания наполнителя.Содержание САГ-14: 1 - 0 м.ч., 2 - 0,25 м.ч., 3 - 0,5 м.ч., 4 - 1 м.ч.Наполнитель: (а) мел; (б)шунгит; (в) диатомит; (г) цеолит.(температура смешения 190 ºС, скорость вращения вала 50 об/мин)Далее полученные композиции исследовали на капиллярном вискозиметре, дляопределения их текучести.
На рисунке 30 приведены зависимости объемногорасхода композиций с различным содержанием наполнителя и органосилоксанаСАГ-14. Как и ожидалось, объемный расход Q при течении уменьшался с127увеличением содержания наполнителя[245]. Причем падение текучестирасплавов с мелом (d = 1,5 мкм) меньше, чем в композициях с менее дисперснымшунгитом (d = 10 мкм), диатомитом (d = 5 мкм) или цеолитом (d = 3 мкм). Сувеличением содержания наполнителя уменьшается и эффективность действияорганосилоксанаСАГ-14.Наибольшаяэффективностьорганосилоксананаблюдается в ненаполненных композициях. Для композиций с мелом действиеСАГ-14 проявляется до самых высоких концентраций (рисунок 30 а).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
