Разработка ПВХ-композиций с регулируемыми свойствами для производства профильно-погонажных изделий

• Автор: Масюров, Владимир Юрьевич
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 128 с. : ил.

1. ВВЕДЕНИЕ
Материалы на основе ПВХ представляют собой многокомпонентные системы, состав которых варьируется в широких пределах применительно к условиям эксплуатации.
Возрастающий спрос на изделия из ПВХкомпозиций строительного назначения в условиях конкурентной борьбы за расширение рынков сбыта диктует необходимость удешевления материалов, улучшения качества и повышения производительности их получения и переработки.
Одним из методов заметного снижения стоимости материалов является повышение содержания в них дешевых отечественных наполнителей и использование отечественных аддитивов, однако это вызывает необходимость регулирования взаимодействия полимера и наполнителя на межфазной границе и всего комплекса технологических и прочностных характеристик.
В литературе имеется большой объем информации по регулированию технологических или прочностных свойств жестких ПВХкомпозиций с применением как высокомолекулярных, так и низкомолекулярных и олигомерных добавок, как совместимых, так и несовместимых с полимером. Однако эти сведения достаточно противоречивые или односторонние, т.е. эффеюивность действия модификаторов рассматривается применительно к одному из требуемых показателей, в ряде случаев уделяется мало внимания технологии совмещения компонентов.
Таким образом, решение поставленных задач заключается в рациональном выборе наполнителей, модификаторов, стабилизаторов и других ингредиентов, обеспечивающих комплексное воздействие на реологические и физикомеханические характеристики профильнопогонажных изделий, в частности, для производства подоконников.
В результате проведенных исследований разработан метод направленного регулирования взаимодействия на границе раздела фаз полимернаполнитель

заметно облегчают извлечение изделий из формы.

Основными производителями смазывающих веществ являются i 1, , i.

Добавление модификаторов позволяет улучшить перерабатываемость ПВХ и увеличить его ударную вязкость . Такими свойствами обладают акриловые сополимеры, хлорированный полиэтилен и некоторые каучуки. На сегодня находят широкое применение модификаторы следующих фирм i .V., , , i.
Добавление наполнителей в полимер обусловлено в основном стремлением к снижению стоимости композиции и приданию определенных свойств светостойкости, непрозрачности, повышенной твердости и т. п. В качестве наполнителей применяют мел, использование которого позволяет дополнительно стабилизировать ПВХ, повысить твердость, уменьшить дымообразованис при горении композиции. На российском рынке переработки поливинилхлоридных композиций наибольшее применение находит мел следующих производителей Отуа, ЗАО Руслайм, i i.
В основном в состав ПВХкомпозиций вводят неорганические пигменты, в выборе которых наиболее важны спектральные характеристики, термо и светостойкость, а также дисперсность, которая определяет равномерность окрашивания материала. Широкое применение в качестве пигмента для ПВХкомпозиций находит рутильная форма двуокиси титана. В настоящий момент на российском рынке наибольшее часто используют следующие марки диоксида титана i 3, i 4, iii 5, производство компании США , производства компании Бельгия i 5, производства компании i Финляндия.
К добавкам специального назначения можно отнести вспенивающие агенты, оптические отбеливатели, добавки для придания декоративных эффектов перламутра, флуоресценции и т.п., антипирены, фунгициды и др.
Наиболее часто используемым вспенивающим агентом является азоди
карбонамид, который разлагается при температуре С. Для ускорения процесса его разложения при температуре С используют катализатор .
Действия оптических отбеливателей основано на их способности поглощать ультрафиолетовое излучение в области нм, преобразовывая его при этом в видимую часть спектра нм, т.е. в синий или фиолетовый свет. Отбеливающее действие основано на компенсации недостатка синего излучения в отраженном свете, что приводит к увеличению яркости обработанной поверхности и дает эффект ослепительной белизны.
Введение


Все применяемые для ПВХ термостабилизаторы можно разделить на металлсодержащие и органические. Металлсодержащие соединения являются первичными стабилизаторами, основная функция которых заключается в связывании НС1, который выделяется при распаде ПВХ. В ряде случаев они выполняют и другие функции ингибиторов процесса дегидрохлорирования ПВХ. РЬ, Бп, С1, , Ва. Свинецсодержащие соединения относятся к числу эффективных и наиболее дешевых акцепторов НС1, благодаря способности образовывать нерастворимые хлористые соли . Использование свинцовых стабилизаторов ограничивается их токсичностью. Другими их недостатками являются способность к образованию темных пятен в присутствии серосодержащих соединений, плохая диспергируемость, низкая взаиморастворимость с ПВХ, невозможность получения прозрачных изделий . Стабилизаторы на основе соединений олова имеют большую цену по сравнению со свинцовыми стабилизаторами и используются в изделиях высокой прозрачностью. Также находят применения комплексные стабилизаторы на основе соединений обеих групп. Стабилизаторы на основе металлов Г III групп представляют, как правило, синергические смеси карбоксилатов. Можно выделить барий кадмиевые, кадмий цинковые и кальций цинковые стабилизаторы . Стабилизаторы на основе кадмия находят все меньшее применение в связи с их токсичностью. Наиболее перспективными из этой группы являются кальций цинковые термостабилизаторы . В литературе приводится значительное количество органических стабилизаторов эпоксисоединений, соединений фенольного типа, азотсодержащих соединений, фосфорорганических соединений, крсмнийорганических соединений, соединений с системой сопряженных связей , но на практике их использование ограничено высокой стоимостью. В состав композиций для производства изделий, эксплуатируемых на открытом воздухе, входят светостабилизаторы производные бензотриазола, бензофенона и т. Производством стабилизаторов для ПВХ занимается большое количество фирм, среди которых можно выделить , i, i ii ii. ООО Оптина. Для облегчения переработки и улучшения качества поверхности изделий используются смазывающие вещества, в качестве которых могут служить низкомолекулярные или полимерные вещества, мало совместимые с ПВХ ,. Благодаря смазке снижается вероятность перегрева материала изза трения и обеспечивается более равномерное распределение тепла в массе. Количество смазок оказывает существенное влияние на образование геля при экструзии композиции, что определяет прочностные показатели готовых изделий из ПВХ . В зависимости от степени совместимости выделяют внешние и внутренние смазки. Внутренняя смазка обладает хорошей совместимостью с ПВХ, хотя и не растворяет полимер. Распределяясь между элементами структур ПВХ на надмолекулярном уровне, она облегчает их перемещение относительно друг друга, увеличивает гибкость молекулярных мостиков. В результате снижается вязкость расплава, повышается текучесть композиции, уменьшается количество тепла, образующегося при трении и под действием сдвиговых усилий, устраняются флуктуации температуры в массе расплава. Внутренняя смазка снижает время желатинизации и мало влияет на скорость размягчения ПВХ иногда и увеличивает ее. Лубриканты внешнего действия имеют низкую совместимость с ПВХ, позволяющую им при температурах переработки выделяться на поверхность с образованием прочной тонкой пленки между полимером и оборудованием. Внешний слой смазки несколько замедляет скорость плавления ПВХ. При использовании смесей внутренних и внешних лубрикантов часто можно синергически улучшать общее смазывающее действие всей системы. Разделение на внутренние и внешние смазки весьма условно, т. Прежде всего, это касается стеариновой кислоты, стеарата кальция и др. В этой связи рассматривается третий тип лубрикантов. Виутренневнсшние смазки обладают смешанным действием. Это органические соединения, содержащие полярные группы, уравновешенные длинными углеродными цепями, например частичноомыленные эфиры высших жирных кислот с монтанвоском, некоторые спирты жирного ряда.