Створення високонаповнених концентратів карбонату кальцію на основі поліолефінової сировини.
No Thumbnail Available
Date
2025
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
СНУ ім. В. Даля
Abstract
Комплекс фізико-механічних властивостей, яким володіють окремі гомополімери, зокрема полімери а-олефінів, далеко не завжди задовольняє сучасним вимогам, що висуваються до полімерних матеріалів. Одним із методів поліпшення властивостей поліолефінів є їх фізична модифікація введенням різних наповнювачів. Застосування наповнювачів — метод модифікації властивостей поліетилену і поліпропілену, що найбільш широко використовується, та дозволяє збільшити міцність, твердість, жорсткість, теплостійкість, морозостійкість, та інші властивості, важливі при використанні полімерів як конструкційних матеріалів. Карбонат кальцію за обсягом споживання як наповнювач пластмас займає одне з перших місць. Однак існують складності у введенні порошкоподібного CaCO3 безпосередньо при формуванні виробів через складність рівномірного розподілу наповнювача в полімерній матриці, що позначається на якості виробів. Тому такий наповнювач слід вводити у вигляді високонаповненого гранульованого концентрату. Такі мінералонаповнені полімери застосовується як крейдяна добавка до плівкових, видувних і литвових марок поліетилену та поліпропілену, і не використовується самостійно при виробництві деталей та виробів. Крейдяні концентрати розроблено з метою покращення характеристик поліетиленових та поліпропіленових виробів, які високоефективно заміняють значну частину нафтохімічного компонента. Дані концентрати вводяться в процесі виробництва полімерних виробів, забезпечуючи рівномірний розподіл наповнювачів у полімерній матриці, що призводить до отримання однорідного і високоякісного кінцевого продукту. Однак відомо, що введення мінеральних наповнювачів значно змінює реологічні властивості композиту, тому в процесі їх виробництва слід контролювати основний реологічний показник для термопластів – показник плинності розплаву (ППР). В роботі встановлено, що додавання CaCO3 значно знижує ППР. Причому з з додаванням 70% мас. CaCO3, ППР для поліетилену зменшився приблизно на 9 % від початкової величини, а для попіпропілену і поліетилену таке зниження майже вдвічі вище і складає майже 12%. Для більшого вмісту наповнювача - 90% СаСО3 за вагою, зниження становило відповідно 40 і 57%. Таке зменшення ППР може полегшити лиття під тиском виробів і може призвести до зменшення енергоспоживання процесу формування. Однак, при підвищенні концентрації мінерального наповнювача вище 80% значно ускладнюється переробка на екструдері без допоміжних добавок. Виникають локальні перегріви, збільшуються напруги зсуву, що може призводити до деструкції полімерних ланцюгів. При концентрації мінерального наповнювача вище 85% спостерігається погіршення дисперсії мінеральних частинок, флуктуації щільності в гранулах готового концентрату, підвищення гігроскопічності, крихкість і, як наслідок, посилення пилу при подальшій переробці. Отже рекомендуємий діапазон додовання СаСО3 до складу концентрату 75-80%. Завдяки використанню таких мінералонаповнених концентратів покращуються характеристики обробки, реологічні властивості, розмірна стабільність, термостійкість виробів, СаСО3 має підсилюючий ефект, може замінити дорогий склад полімерного матеріалу, тим самим знижуючи собівартість продукції та підвищуючи конкурентоспроможність на ринку. Крім того, зниження частки полімерної фази у загальній масі полімерної композиції є позитивним кроком при вирішення питання утилізації полімерних відходів.
Description
Keywords
Карбонат кальцію, метод модифікації властивостей поліетилену і поліпропілену, мінералонаповнені полімери, питання утилізації полімерних відходів
Citation
Римар Т. Е., Ворох А. О., Зайченко В. І. Створення високонаповнених концентратів карбонату кальцію на основі поліолефінової сировини. Наукові вісті Далівського університету. 2025. №29.