ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный технический университет» Химико-технологический факультет ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ДИСПЕРСТНОСТИ УЛЬТРАРАЗМЕРНЫХ МИКРОСФЕР НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛИМЕРНЫХ СМЕСЕЙ Докладчик: Селезнев А. А. Научный руководитель: к. т. н. , доцент Гайдадин А. Н.
Цель работы • исследование влияния характеристик полых сфер на свойства полимерных смесей • выявление зависимостей изменения показателей композиций от параметров упаковки и характеристик сфер в полимерной матрице.
Объекты исследования • ДТЭП на основе полиэтилена высокого давления (ПЭВД) – этилен-пропилендиенового каучука (СКЭПТ) и ПЭВД хлорсульфированного полиэтилена (ХСПЭ). • Полые стеклянные сферы 5 различных марок
Характеристики полых микросфер Марки полых стеклянных микросфер К 15 К 25 S 32 К 37 А 1 60 55 40 40 50 Разброс части по диаметру, мкм 15 -200 20 -170 15 -180 20 -120 Средний диаметр расчетный частиц, мкм 73, 67 64, 57 43, 09 59, 4 51, 14 Толщина оболочки, мкм 0, 15 0, 93 0, 79 1, 02 1, 29 Насыпная плотность 103, кг/м 3 0, 008 0, 154 0, 261 0, 187 0, 232 Истинная плотность 103, кг/м 3 0, 15 0, 29 0, 37 0, 24 Максимальная объемная доля полых 0, 533 0, 616 0, 900 0, 505 0, 967 0, 2 5, 2 10, 3 21, 0 60, 051 0, 080 0, 091 0, 115 0, 143 8 8 8 нет нет нет Средний диаметр по паспорту частиц, мкм микросфер (φm, об. д. ) Прочность полых микросфер, МПа Теплопроводность, Вт/м*К Показатель p. H Обработка поверхности
Метод оптической микроскопии микросферы К 15 Количество, % 12 10 8 6 4 2 Размер, мкм 20 25 15 10 15 5 10 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100110120 Размер, мкм 5 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 Количество, % 25 микросферы A 1 Размер, мкм Количество, % микросферы S 32 Количество, % 30 Размер, мкм микросферы К 37 20 15 10 5 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 0 микросферы К 25 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 14 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 Количество, % 16 Размер, мкм
Зависимости расчетов 100 0. 03 M, об. д. 60 40 20 0. 02 0. 01 0 0 0. 1 0. 2 0. 3 0. 4 0. 5 0. 6 φн, об. д 0. 14 0. 12 0. 1 0. 08 0. 06 0. 04 0. 02 0 0 20 M, об. д. аср, мкм 80 K 25 0. 1 0. 2 0. 3 0. 4 0. 5 0. 6 φн, об. д S 32 K 37 K 15 A 1 0, 05 0, 3 0, 45 0, 6 40 60 80 100 120 Размер, мкм
Обобщенные параметры структуры КПМ с полыми стеклянными микросферами марки А 1 с d = 51, 14 мкм Содержание микросфер φс, об. д. Обобщенные параметры структуры КПМ Θ, об. д. В, об. д М, об. д аср, мкм аср/d Низконаполненные КПМ 1, 0 ≥ Θ ≥ 0, 75 0, 05 0, 9464 0, 0018 85, 98 1, 68 0, 10 0, 8929 0, 0036 57, 72 1, 13 0, 15 0, 8393 0, 0054 0, 0053 43, 97 0, 86 0, 20 0, 7857 0, 0071 35, 28 0, 69 Средненаполненные КПМ 0, 75 ≥ Θ ≥ 0, 25 0, 30 0, 6786 0, 0107 24, 37 0, 48 0, 40 0, 5715 0, 0143 0, 0142 17, 47 0, 34 0, 50 0, 4643 0, 0179 0, 0178 12, 55 0, 25 0, 60 0, 3572 0, 0214 8, 80 0, 17 Высоконаполненные КПМ 0, 25 ≥ Θ ≥ 0 0, 7 0, 2501 0, 0250 0, 0249 5, 80 0, 11 0, 75 0, 0997 0, 0268 0, 0267 4, 51 0, 09
Теплопроводность композиций 0. 6 0. 9 0. 8 0. 5 0. 7 λ, Вт/м·К 0. 6 0. 4 0. 5 0. 4 0. 3 0. 2 0. 1 0 0. 2 25 50 75 100 Температура, ° С 125 150 25 50 Прессование ДТЭП +10 м. ч. микросфер ДТЭП +30 м. ч. микросфер ДТЭП +50 м. ч. микросфер ДТЭП +70 м. ч. микросфер 75 100 Температура, ° С 125 Литьё под давлением 150
Кривые течения исходных компонентов, ДТЭП на основе ПЭВД и СКЭПТ 2. 00 6. 5 1. 50 6 5. 5 lgγ lg η 1. 00 5 0. 50 4. 5 0. 00 5. 32 5. 42 5. 52 5. 62 5. 72 -0. 50 -1. 00 3. 5 5. 32 5. 42 5. 52 5. 62 5. 72 lgτ lg τ ДТЭП 50/50 +10 м. ч МС ДТЭП 50/50 + 30 м. ч МС ДТЭП 50/50 + 50 м. ч МС ДТЭП 50/50 + 70 м. ч МС СКЭПТ ПЭВД 4 СКЭПТ ДТЭП 50/50 +10 м. ч. МС ДТЭП 50/50 +30 м. ч. МС ДТЭП 50/50 +50 м. ч. МС ПЭВД ДТЭП 50/50+70 м. ч. МС
Кривые течения исходных компонентов, ДТЭП на основе ПЭВД и ХСПЭ 1. 80 6 1. 60 1. 40 5. 5 lg η 1. 20 lgγ 1. 00 5 0. 80 4. 5 0. 60 0. 40 4 0. 20 0. 00 5. 06 -0. 20 5. 26 -0. 40 5. 46 5. 66 lg τ 3. 5 5. 06 5. 16 5. 26 5. 36 5. 46 5. 56 5. 66 lgτ ДТЭП 50/50 +50 м. ч. МС ДТЭП 50/50 + 50 м. ч МС ПЭВД 25/ хспэ50 /хп 50 пвх25/ сферы50 после переработки пвх25/ сферы50 ПЭВД 25/ хспэ50 /хп 50 пвх25/ сферы50 после переработки
Деформационно - прочностные характеристики Название ДТЭП Прочность, Относительное Остаточное Твердость Плотность, МПа удлинение, % удлинение , по Шору % кг/м 3 А, усл. ед. ПЭВД/СКЭПТ 50/50 +0 сфер 4, 2 240 135 85 888 +10 сфер 2, 1 152 110 85 766, 3 +30 сфер 1, 8 98 25 85 735, 1 +50 сфер 1, 8 64 17 87 684, 1 +70 сфер 1, 8 43 5 89 687, 9 55 94 1020 75 877, 86 ПЭВД/ХСПЭ 50/50 +0 сфер 6, 6 226 ПЭВД/ХСПЭ/ХП 25/50/50 +50 сферы 1, 8 241 70
Выводы • Установлена зависимость реологических характеристик композиции при температурах переработки расплавов в зависимости от выбранных характеристик микросфер. • Показано влияние типа микросфер на деформационно-прочностные характеристики композиций и установлена корреляция с этими параметрами.
Спасибо за внимание!
Скачать презентацию ФГБОУ ВПО Волгоградский государственный технический университет Химико-технологический факультет
на 14.05.1411.pptx