Сополимер этилена и винилацетата как связующее концентратов пигментов для поливинилхлоридных пластикатов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.06, кандидат технических наук Мережко, Дмитрий Валерьевич

• Мережко, Дмитрий Валерьевич
• кандидат технических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат технических наук Мережко, Дмитрий Валерьевич

Введение.

1. Обзор литературы.

1.1. Поливинилхлоридный пластикат.

1.2. Сополимер этилена с винилацетатом.

1.3. Совместимость полимеров.

1.4. Концентраты пигментов и добавок.

1.5. Цели и задачи исследования.

2. Методическая часть.

2.1. Выбор объектов исследования.

2.1.1. Выбор ПВХ-пластикатов.

2.1.2. Выбор полимерной основы концентратов.

2.1.3. Выбор пигментов.

2.1.4. Выбор технологических добавок концентратов.

2.2. Методики получения образцов.

2.2.1. Методика взвешивания.

2.2.2. Методика получения смесевых композиций и пробных партий концентратов пигментов.

2.2.3. Методика вальцевания.

2.2.4. Методика прессования.

2.3. Методы исследования образцов. 4Ъ

2.3.1.Исследование реологических характеристик.

2.3.2. Измерение физико-механических характеристик.

2.4. Оценка показателей концентрата. 44,

2.4.1. Исследование пробных партий на соответствие ТУ.

2.4.2. Исследование пробных партий на ОАО «ВНИИКП». 48 2.5. Расчет погрешностей.

3. Экспериментальная часть.

3.1. Выбор полимерной основы концентратов в результате сравнительного исследования реологических характеристик ПВХ-пластикатов и СЭВА.

3.2. Исследование физико-механических характеристик смесей ПВХ-пластикатов с СЭВА.

3.3. Разработка рецептуры концентратов.

3.4. Испытания пробных партий концентратов для окрашивания кабельной изоляции из поливинилхлорида.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Сополимер этилена и винилацетата как связующее концентратов пигментов для поливинилхлоридных пластикатов»

Поливинилхлоридные термопластичные материалы (ПВХ) на пластикаты ПВХ, представляют пластификаторов собой и, в основе зависимости от назначения и условий эксплуатации, различных добавок (стабилизаторов; модификаторов и т.д.). ПВХ-пластикаты характеризует многообразие областей применения, к которым относятся, прежде всего, производство кабельных изделий, обуви, эластичных российского профильных изделий электротехнической, являются строительной, продуктом кабельного мебельной и других отраслей промьшшенности. Ключевым рынка ПВХ-пластикатов пластикаты назначения, используемые для изоляции и защитных оболочек проводов и кабелей (65-70% суммарного спроса). Положительная динамика развития потребляющих отраслей промьшшенности способствовала росту спроса на различные виды ПВХпластикатов. Ёмкость российского рынка этой продукции с 2000 по 2006 гг. выросла в 2,5 раза и составила 277,8 тыс. т. [28] и можно прогнозировать, что в 2007 году спрос на данную продукцию не снизится. 300 250 200 и 150 л 1100 50 0 1999 2000 2001 2002 2003 годы 2004 2005 2006 2007 Рис.1. Динамика потребления ПВХ-пластикатов в период 2000-2006 гг.При целевом применении практически все пластикаты ПВХ необходимо окрашивать для придания декоративного вида конечным изделиям. В настоящее время существует ряд процессов окрашивания ПВХпластикатов с применением порошкообразных пигментов, жидких паст или гранулированных концентратов пигментов. Все способы окрашивания ПВХ можно классифицировать следующим образом: 1) окрашивание поливинилхлорида порошкообразными пигментами в процессе производства гранулированного ПВХ-пластиката. 2) окрашивание ПВХ-пластиката концентратами в процессе его переработки в конечное изделие кабель, пленку и т.п. Для производства товаров народного потребления требования к качеству окрашивания не столь существенны, поэтому любой из перечисленных способов окрашивания может быть с успехом реализован. Однако для кабельных изделий требуется очень высокая степень однородности композиции, а следовательно и диспергирования пигментов. Поэтому для окрашивания кабельных ПВХ-пластикатов используются гранулированные концентраты пигментов и других добавок, высокодисперсные частицы которых обладают обработанной поверхностью, что предотвращает их агрегацию и способствует совмещению с полимерным связующим. Такие концентраты пигментов должны обладать рядом обязательных свойств, а именно: а) концентрат должен придавать необходимые цветовые характеристики изделию; б) должен полимером; в) должна быть реализована высокая степень диспергирования пигментов в связующем полимере; г) должно отсутствовать отрицательное влияние добавок на физикомеханические и диэлектрические характеристики кабельного ПВХ-пластиката; обладать хорошей совместимостью с окрашиваемым

д) должна быть реализована возможность легкого смешения в расплаве такого концентрата с неокрашенным пластикатом на стандартном экструзионном оборудовании для производства кабельных изделий, то есть должна обеспечиваться хорошая «технологичность» концентрата; е) концентраты должны обладать несколькими общими для любых окрашивающих веществ свойствами: достаточно высокой тепло-, свето- и атмосферостойкостью, а также устойчивостью к миграции пигмента; ж) заказчик может также предъявить какие-нибудь особые требования к концентратам, например, к агрегатному концентрации пигментов в концентрате. В промышленно развитых странах известны и широко производятся твердые гранулированные концентраты для окрашивания кабельных ПВХпластикатов на той же полимерной основе, что и окрашиваемый полимер (пластифицированный ПВХ). Они обладают хорошей совместимостью и легко смешиваются с полимером изделия, но степень диспергирования пигментов в них не удовлетворяет современным требованиям кабельной промышленности. Улучшить степень диспергирования пигментов в таких концентратах невозможно, так как при реализации достаточно высоких напряжений сдвига возникает опасность деструкции ПВХ. Кроме того, концентраты на основе ПВХ всегда должны содержать в своем составе термо и светостабилизаторы. Наличие последних, а также продуктов химических реакций, возникающих в течение их функционального расхода, обязательно отражается на изменении цветовых характеристик готового изделия. Следовательно, как ни покажется на первый взгляд странным, окрашивание ПВХ композиций лучше производить концентратами не на ПВХ основе. Поэтому актуальным является поиск полимерной основы концентратов, не обладающей всеми недостатками ПВХ, но сочетающего хорошую совместимость и «технологичность» при введении в ПВХ-пластикат, а также обеспечивающего хорошее диспергирование пигментов в готовом изделии. состоянию концентрата или к

Заключение диссертации по теме «Технология и переработка полимеров и композитов», Мережко, Дмитрий Валерьевич

Выводы

Разработана технология получения концентратов пигментов на основе сополимеров этилена с винилацетатом (СЭВА) для окрашивания самых распространенных марок кабельных поливинилхлоридных (ПВХ) пластикатов — И40-13А и И045-12. Показаны физико-химическая природа и пределы совместимости ПВХ-пластиката и СЭВА. Из всего марочного ассортимента по молекулярной массе и составу выбраны промышленные марки сополимера - СЭВА 11507-375 и СЭВА 12306-020. Установлены реологические особенности поведения сополимеров этилена и винилацетата (в зависимости от молекулярной массы) и ПВХ-пластикатов (в зависимости от молекулярной массы и содержания пластификаторов). На основе реологических исследований показана рациональность использования следующих пар ПВХ-пластикатов и СЭВА для наиболее эффективной совместимости: для ПВХ-пластиката марки И045-12 - концентрат на основе СЭВА 11507-375, а для окрашивания пластиката И40-13А - концентрат на основе СЭВА 12316-020 или смесь СЭВА 12316-020 с СЭВА 11507-375. Установлены пределы совместимости полимеров для выбранных пар. Этот интервал ограничен 2-4% СЭВА марки 11507-375 в ПВХ И045-12 и 4-6% СЭВА марки 12306-020 в ПВХ И40-13А Проведено сравнительное изучение свойств композиций на основе пластиката ПВХ, окрашенного концентратом на основе СЭВА. Исследованные свойства полностью соответствуют требованиям кабельной промышленности.

Разработаны основные технологические рекомендации по производству концентратов и применению их на предприятиях кабельной промышленности. Проведено промышленное испытание и внедрение концентратов на ОАО «Завод ЧУВАШКАБЕЛЬ». Рецептуры и технология производства концентратов внедрены на ООО НПФ «Барс-2».

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Мережко, Дмитрий Валерьевич, 2008 год

1. Абдель-Бари Е.М. Полимерные пленки. СПб.: Профессия, 2005.

2. Успехи химии, Т.54, вып.8, 1985, С.1287-1311.

3. Мэнсон Дж., Сперлинг JI. Полимерные смеси и композиты. М.: Химия, 1979.

4. Пластические массы, №1, 1987, С. 49-50.

5. Высокомолекулярные соединения, Т.15, серия Б, №10,1973, С.768.

6. Международная конференция «Поливинилхлорид. 2005.». Евразийский химический рынок. // Международный деловой журнал, №11. 2005.

7. Штаркман Б.П. Пластификация поливинилхлорида. М.: Химия, 1975, С. 248.

8. Энциклопедия полимеров. М: Советская энциклопедия,1974.

9. Троицкий И.Д. Производство кабельных изделий., М: Высшая школа, 1988.

10. Козлов П.В, Папков С.П. Физико химические основы пластификации полимеров. М.: Химия, 1982.

11. Wales М. J. Appl. Polymer Sci., Vol.15, N2, 1971, P. 293307.

12. Пластические массы, №7, 1988, C.46-47.

13. Пластические массы, №12, 2003, С. 15-18.

14. Веселовская Е.В. и др. Сополимеры этилена. JI: Химия, 1983.

15. Пластические массы, № 12, 2003, С.21 -26.

16. Гуль В.Е., Акутин М.С. Основы переработки пластмасс. М.: Химия, 1985.

17. Богданов В.В., Торнер Р.В. и др. Смешение полимеров. Л.: Химия, 1979.

18. Липатов Ю.С., Сергеева Л.М. Взаимопроникающие полимерные сетки. Киев: Наукова думка, 1979.

19. Липатов Ю.С. Физико-химические основы наполненных полимеров. М.: Химия, 1991.

20. Чанг Дей Хан, Реология в процессах переработки полимеров. М.: Химия, 1979, 366.

21. Charles М.Е., Lilleleht L.U. J. Fluid Mech., Vol. 22, № 217, 1965.

22. Gemmel A.R., Epstein N. Can. J. Chem. Eng., Vol. 40, № 215, 1962.

23. Мюллер А. Окрашивание полимерных материалов. СПб.: Профессия, 2006, С. 280.

24. Ленц. Х.И., Галл Л.Л., и др. Крашение пластмасс. Л.: Химия, 1980.

25. Григорьян А.Г., Дикерман Д.Н. и др. Производство кабелей и проводов с применением пластмасс и резин. М.: Энергоатомиздат, 1992.

26. Переработка пластических масс, М.: Химия, 1966.

27. Виноградов Г.В., Малкин А.Я. Реология полимеров. М.: Химия, 1977.

28. Международные новости мира пластмасс, №11, 2007, С. 44-48.

29. Батунер Л.М., Позин М.Е. Математические методы в химической технике. Л.: Химия, 1971.

30. УТВЕРЖДАЮ Технический директор1. Барс-2>> ^КК^зденский1. Акто внедрении рецептур и технологии производства концентратов пигментов для окрашивания

31. Начальник производства Д.В.Антонкжкабельных ПВХ-пластикатов.1. Начальник отдела продаж1. Главный технолог1. Е.Г.Жукова1. Начальник ОККjc/mf

32. УТВЕРЖДАЮ Технический директор1. Ч'УВАШКАБЕЛЬ»1. А.А. Толстошеев1. Акто применении концентратов пигментов на основе сополимеров этилена и винилацетата для окрашивания кабелей на поливинилхлоридной основе.

33. Начальник НТЦ Начальник ОТК

34. А.В. Степанов Н.Ю. Легудева