Delist.ru

 Эффективные полимерные трубы на основе вторичных полиолефинов (19.10.2010)

Автор: Голованов Андрей Владиславович

Наименование показателя Не наполненный полипропилен Наполнители

Мел TiO2 ZnO

Разрушающее напряжение при растяжении, МПа 24,3 20,2/- 22,6/18,2

Относительное удлинение при разрыве, % 65,0 31,0/- 46,0/16,0 51,0/29,0

Твёрдость по Бринеллю, МПа 41,4 50,0/53,5 45,1/46,2 47,8/51,1

Удельная ударная вязкость, кДж/м2 6,8 6,3/4,4 6,9/5,0 10,0/8,3

Теплостойкость по Вика, ?C 108 97/89 105/109 101/101

Удельная теплоёмкость, кДж/ (кг·?C) - 1,56 1,49 1,58

Температура плавления, ?C 166,1 163,7 164,7 163,9

Удельная теплота плавления,кДж/кг 62,9 51,1 49,3 49,4

Производство полимерных труб малого диаметра на основе вторичных полиолефинов осуществлялся методом экструзии на действующей технологическом оборудовании. Оптимальные составы для производства наполненных полимерных труб малого диаметра на основе вторичных полиолефинов состоят из 74,4-75,2% полимерных отходов, 18,6-18,8% первичных полиолефинов, 5,0-6,2% тонкодисперсных минеральных наполнителей и 0,8-1,0% пигмента.

В период с 08 по 16 октября 2007 г. и с 01 по 25 апреля 2008 г. методом экструзии были выпущены опытные и опытно-промышленные партии полимерных труб на основе вторичных полиэтилена и полипропилена, полученных из полимерных отходов потребления, объемом 3780 и 864 п.м. соответственно. Полимерные трубы использованы при строительстве и реконструкции социальной сферы г. Вологды: для прокладки канализационных сетей и защиты силовой и слаботочной электрических проводок от механических повреждений при скрытой прокладке. Реальный экономический эффект от внедрения в строительство полимерных труб на основе вторичных полиолефинов составил более 16 тыс. руб., а расчетный экономический эффект от внедрения 20 тыс. п.м. труб превысит 131 тыс. руб.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

Обоснована возможность получения методом экструзии эффективных полимерных труб малого диаметра (до 110 мм) на основе наполненных вторичных полиолефинов, полученных из полиолефиновых отходов потребления и содержащих небольшое количество неорганических примесей, играющих роль зародышей структурообразования во вторичном полимере.

Разработаны составы и технология производства методом экструзии наполненных полимерных труб малого диаметра на основе полимерных отходов потребления, обладающих высокими эксплуатационными свойствами.

Установлено, что по прочностным показателям вторичные полиолефины превосходят первичные ПЭВД и ПП. Однако относительное удлинение при разрыве (6-19,8%) вторичных полимеров значительно меньше, чем для первичных полиолефинов, модуль упругости вторичных полиолефинов характерен для переходной зоны из стеклообразного в высокоэластическое состояние для всех известных полимеров.

С помощью разработанной ЭВМ-программы расчета параметров релаксации полимеров проведен анализ релаксационных кривых первичных и вторичных полиолефинов, который показал, что вторичные полиэтилен и полипропилен могут применяться в конструкциях и изделиях, работающих при больших нагрузках в различных деформационных режимах.

Установлено, что термомеханические кривые первичных и вторичных полиолефинов практически идентичны. Это указывает на то, что строительные материалы на основе вторичных полиолефинов можно использовать в тех же температурных режимах эксплуатации, что и материалы из первичных полимеров: максимальная длительная рабочая температура вторичного ПП простирается до температуры +77(C и до +59(C - для вторичного полиэтилена.

Выведена адекватность аппроксимации кривых релаксации напряжения в нелинейной области механического поведения, которая описывает данный процесс с хорошей точностью. Квазиравновесный модуль E? для ПЭВД выше в 2,5 раза, а избыточный свободный объем ПЭВД 14280 A3, для ПП 132,8 A3.

По термо- и термоокислительной стойкости вторичные полиэтилен и полипропилен, практически не отличаются от первичных полимеров. Это указывает на то, что они могут перерабатываться в строительные изделия в тех же температурных режимах, что и первичные полиолефины.

Установлено, что для производства строительных материалов, обладающих высокими эксплуатационными свойствами, можно использовать вторичные полиолефины различной кратности переработки. Оптимальным содержанием первичных полиолефинов в смеси с вторичными полимерами является (20%. При таком содержании строительные материалы на основе вторичных полиолефинов обладает не только высокими прочностными показателями, но и имеют удовлетворительное относительное удлинение при разрыве (37,7-65,3%).

Установлено, что минеральные наполнители не влияют на термостойкость полимеров, повышают жесткость и снижают дымообразующую способность вторичных полиолефинов.

Методом экструзии были выпущены опытные и опытно-промышленные партии полимерных труб на основе вторичных ПЭВД и ПП, полученных из полимерных отходов потребления, объемом 3780 и 864 п.м. соответственно. Полимерные трубы использованы при строительстве и реконструкции социальной сферы г. Вологды: для прокладки канализационных сетей и защиты силовой и слаботочной электрических проводок от механических повреждений при скрытой прокладке. Реальный экономический эффект от их внедрения составил более 16 тыс. руб. Расчетный экономический эффект от внедрения 20 тыс. п.м. превысит 131 тыс. руб.

Содержание диссертации отражено в работах:

Попова М.Н., Голованов А.В., Рябов А.А. Полимерные отходы - сырье для изготовления строительных материалов // Успехи современного естествознания. – 2005. – №11, с. 82–83.

Андрианов Р.А., Попова М.Н., Голованов А.В., и др. Строительные материалы на основе вторичных полимеров // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. – 2005. – № 12, с. 34-35.

Попова М.Н., Голованов А.В., Пахнева О.В. Физико-механические свойства материалов, изготовленных из полимерных отходов лечебно профилактических учреждений // Конструкции из композиционных материалов. - 2006. - Вып.2,

Попова М.Н., Голованов А.В., Пахнева О.В. Оценка свойств вторичного полиэтилена // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. – 2006. – № 9, с. 12-14.

Соловьева Е.В., Голованов А.В. Исследование термомеханических свойств вторичных полимеров// Научно-технический журнал Вестник МГСУ.– М.: МГСУ, - 2009. - №1, с.344-347

Аскадский А.А., Попова М.Н., Голованов А.В., и др. Анализ релаксации напряжения в нелинейной области механического поведения // Высокомолекулярные соединения. – 2009. – Т. 51, №5, с.838-844.

Соловьева Е.В., Голованов А.В., Славин А.М., и др. О технологиях получения строительных материалов на основе отработанных полимеров // Промышленное и гражданское строительство. -2009.-№4, с. 56-57.

Соловьева Е.В., Голованов А.В., Аскадский А.А. О физико-химических свойствах вторичных строительных полимерных материалов // Промышленное и гражданское строительство. -2009.-№5, с. 62-64.

Голованов А.В., Соловьева Е.В., Марков В.А., и др. Исследование возможности использования отходов полипропилена для изготовления изделий различного назначения // Экология промышленного производства. – 2009. -№3, с.54-60.

Аскадский А.А., Марков В.А., Голованов А.В., и др. Расчет параметров релаксации напряжения первичных и вторичных полимеров в линейной и нелинейной областях механического поведения // Информационные технологии в проектировании и производстве. – 2009. -№3, с.76-83.

Голованов А.В., Попова М.Н., Марков В.А., и др. Сравнительный анализ релаксационных свойств первичного и вторичного полипропилена // Пластические массы.-2009. -№6, с.40-45.

загрузка...