Армированный полипропилен для отопления: Как выбрать армированные полипропиленовые трубы для отопления

Содержание

Армированные трубы из полипропилена для отопления

Армированные трубы из пропилена для отопления

При организации горячего водоснабжения и оборудовании отопительных систем зачастую выполняется поиск альтернативного решения для замены труб из меди и других, не менее дорогостоящих металлов. В последнее время для отопления обычно используют армированные полипропиленовые трубы, которые являются недорогим аналогом, не уступающим традиционным материалам в долговечности, прочности и надежности.

Сфера применения

Армированные полипропиленовые трубы относятся к универсальным материалам, традиционно применяющимся для создания канализационных и водопроводных систем, организации отопления.

Для канализации предназначены четырехметровые трубы из полипропилена с сечением 16–125 мм, для водоснабжения – с наружным диаметром до 110 мм. Для устройства теплых полов больше подходит труба сечением до 17 мм.

Полипропиленовые изделия, армированные стекловолокном, больших диаметров востребованы для монтажа вентиляционных систем. Благодаря небольшой массе не создается значительных нагрузок на перегородки и несущие конструкции.
PPR трубы используются в системах отопления, горячего и холодного водоснабжения

Также трубы PPR востребованы в сельском хозяйстве – для создания оросительных и дренажных систем. Благодаря высоким эксплуатационным характеристикам, изделия используются для создания технологических трубопроводов, транспортирующих неагрессивные жидкие и газообразные вещества.

При прокладке под дорогами, несмотря на высокую прочность изделий, необходима их защита железобетонными коробами.

Маркировка и характеристики

Несмотря на то, что армированные трубы из полипропилена выпускаются множеством производителей, единая маркировочная система до сих пор отсутствует. Зачастую изделия, изготовленные из одного и того же материала, обладающие одинаковыми техническими характеристиками, имеют различное обозначение.

Чтобы избежать путаницы и сориентироваться в названиях, следует разобраться в марках, использующихся при изготовлении полипропиленовых заготовок. Каждый тип обозначается латинскими литерами РР. Затем в маркировке идут либо буквенные, либо цифровые символы, указывающие на вид ПВХ материала:

  • гомополимеры (тип 1), обозначаются РРН-1, РР-1;
  • блоксополимеры (тип 2), маркируются РРВ, РР-2;
  • рандом-сополимеры (тип 3), имеют обозначение типа PPRC, PP-random, PPR.
Последний тип пластика является самым современным. Он обладает улучшенными характеристиками и, несмотря на немалую цену, идеально подходит для устройства отопительных систем.

Цифра, идущая после буквенного обозначения, указывает на максимальное давление, которое может выдержать полипропиленовая труба. Например, изделие с маркировкой PN 10 можно эксплуатировать в условиях рабочего давления среды до 10 Бар.

Функциональное назначение и основные характеристики, которыми обладают ПП трубы, представлены в таблице.

ОбозначениеНазначениеДавление воды, барТемпература среды, °С
PN 10устройство теплых полов, холодное водоснабжение10до 450
PN 16холодное и горячее водоснабжение16до 600
PN 20горячее водоснабжение20до 950
PN 25горячее водоснабжение, центральное отопление25до 950

Виды армирования

Полипропиленовые трубы бывают также армированными, что позволяет минимизировать показатель термического расширения и улучшить прочностные характеристики продукции.

В производстве применяется два вида армирующих материалов:

  • стекловолокно;
  • алюминиевая фольга.

Армирование алюминием

Армирование тонким листовым алюминием (фольгой) может производиться как изнутри, так и по наружному слою трубы. Для такой трубной продукции принято обозначение РЕХ/Аl/РЕХ. Лист может быть как цельным (монолитным), так и перфорированным.

Существует два варианта расположения фольги: посреди слоя полипропилена или ближе к внешней поверхности. В первом случае при монтаже необходимо выполнение торцовки, при которой внутри трубы на 3–4 мм срезается фольга без разрушения пластика.

При расположении армирующего слоя вблизи наружной поверхности полностью исключается вероятность взаимодействия металла с теплоносителем.
Труба, армированная перфорированным алюминием

Даже очищенная вода, циркулирующая по трубе, не может быть полностью химически нейтральным веществом. Практически всегда в той или иной концентрации в ней содержатся соли, вступающие в реакцию с фольгой и разрушающие ее. Трубы в процессе монтажа требуют зачистки, то есть удаления верхнего слоя пластика и армировки для создания надежного сварного соединения.

Армирование стекловолокном

Пластиковые трубы для отопления, упрочненные стекловолокном, производятся способом соэкструзии. При этом армирующий слой находится посередине.

Изделия из полипропилена, армированные стекловолокном, отличаются малой теплопроводностью и применяются для сборки открытых отопительных систем.

Упрочняющий материал может быть зеленого, красного, синего либо оранжевого цвета. Это всего лишь красящий пигмент, который используют различные производители. Ориентироваться следует на полоску, начертанную вдоль изделия, цвет которой свидетельствует о пригодности для перемещения различных сред:

  • красный – для горячего теплоносителя;
  • синий – для холодной среды;
  • сочетание синего и красного цветов говорит об универсальности применения.
Армирование стекловолокном

Параметры выбора по критериям

Подбор труб для определенных условий эксплуатации осуществляется по трем важнейшим критериям:

  • рабочему давлению;
  • рабочей температуре теплоносителя;
  • диаметру.

Рабочее давление

Как уже было указано выше, этот параметр при обозначении изделий шифруется сочетанием PN, а цифра, следующая за литерами, показывает на предельно допускаемое давление в барах (1 Бар равен 0,1 МПа).

Подбор трубы, упрочненной алюминием или стекловолокном, определяется в первую очередь эксплуатационными условиями. При часто возникающих гидроударах либо необходимости регулярного выполнения опрессовки в обычных трубопроводах часто применяются изделия марки PN20. Для применения при значительных температурах (выше 70 °С) необходимо использование труб марки PN25.

Для установки в конструкции автономного либо напольного отопительного оборудования, работающего под давлением до 10 атмосфер, подходит марка PN20 с перфорированной либо цельной алюминиевой армирующей оболочкой.

Рабочая температура теплоносителя

Важнейшим параметром является температура циркулирующего теплоносителя. В теплых полах температура жидкости, как правило, не превышает 40 °С, потому для их устройства допускается применение не только изделия с любым типом армирования, но и обычная пластиковая труба.

В радиаторных системах при температуре теплоносителя до +85 °С могут использоваться трубы, армированные алюминием либо стекловолокном.

Обычно производители указывают максимально допустимую температуру непосредственно на поверхности изделия. Это может быть, как маркировка с конкретно указанным значением, например, «90 °С», так и указание на то, что труба может быть использована для горячей жидкости.

Диаметр труб

Армированные пластиковые трубы производятся различного диаметра, подбор которого осуществляется в соответствии со способностью обеспечить проход за определенный временной интервал объема теплоносителя:

  • Для устройства отопительных систем в индивидуальных домах проход требуемого объема воды обеспечивают трубы диаметром 20–32 мм. Преимуществом их является простота укладки, легкость создания изгибов, огромный выбор фитингов.
  • Для объектов крупных (гостиничных комплексов, больниц, общественных саун и бань) применяются трубы сечением от 200 мм.
  • Для центрального отопления требуются трубы диаметром 25 мм.
  • Для устройства системы «теплый пол» лучше приобретать изделия малого сечения, до 16 мм.
  • Монтаж стояков осуществляется из труб диаметром от 32 мм, обеспечивающих беспрепятственный ток теплоносителя. Для коллекторных участков должны применяться изделия более крупного сечения.

Преимущества и недостатки стекловолоконного и алюминиевого армирования ППР-труб

В первую очередь следует отметить, что изделия, независимо от того, используется для армирования стеклопластик либо алюминий, обладают примерно одинаковым параметром теплового расширения. По этому показателю оба типа изделий равноценны.

Армированная стекловолокном труба обладает защитным слоем, полностью закрывающим промежуток между внутренним и наружным слоями основного материала. В этой связи, изделия обладают следующими свойствами:

  • устойчивостью к разрыву;
  • надежностью;
  • долговечностью (расчетный эксплуатационный срок – 50 лет).
Армированные пластиковые трубы и фитинги

При изготовлении армированных алюминием труб на упрочняющем слое находится сварочный шов, а в дешевых изделиях, преимущественно азиатского либо турецкого происхождения, кромки листов фольги уложены внахлест. Изолирующие характеристики, стойкость к повышенным температурам и высокому давлению таких изделий невысоки.

Преимуществом труб со стекловолоконным армированием можно назвать наличие антидиффузного слоя, не допускающего контакта теплоносителя с кислородом, вследствие чего металлические части не подвержены коррозионным процессам.

Армируя изделия фольгой, производителю не всегда удается сделать защитный слой сплошным, потому опасность контакта воздуха с теплоносителем возрастает. Помимо этого, сам материал не обладает стойкостью к коррозии.

Соединения армированных стеклопластиком труб не нуждаются в периодической проверке прочности и плотности. Надежность соединений, упрочненных алюминием изделий, во многом зависит от качества выполненной очистки и подбора элементов перед сборкой.

Полипропилен, армированный фольгой, отличается клееной конструкцией стенок.

И если во время спайки на торце остается участок металла, непосредственно взаимодействующий с теплоносителем, то именно в этом месте может произойти расслоение стенок, ведущее к пучению и последующему порыву трубопровода.

Расслоение стенок армированных труб

Стекловолоконный упрочняющий слой является практически цельной конструкцией, спайка осуществляется без необходимости зачистки и применения специального инструмента.

Трубы, армированные стекловолокном для отопления, отличаются высокими теплоизоляционными свойствами, благодаря чему теплопотери сведены к минимуму.

Следующими характеристиками, укрепленные различными материалами изделия обладают в равной степени:

  • поливинилхлорид не выделяет вредных веществ ни в холодном виде, ни при нагреве, не токсичен и безопасен;
  • материал хорошо переносит воздействие активных химических соединений, устойчив к агрессивному влиянию недостаточно очищенного теплоносителя;
  • условия нормальной эксплуатации от 10 °С до 95 °С, при этом кратковременное превышение температуры может привести к незначительным провисаниям трубопровода, но без появления деформаций.

Производители

Fırat Plastik AS. Турецкий производитель, предлагающий широкий ассортимент трубной продукции из полипропилена, упрочненных стекловолокном либо алюминием, все необходимые для их соединения фитинговые крепления.

PPR трубы производства Fırat Plastik могут эксплуатироваться в диапазоне температур от -20 до 95 °С.

Отдавая предпочтение изделиям этой марки, следует знать, что они не должны храниться на открытых площадках на протяжении более 180 дней. Причина – отсутствие стабилизатора устойчивости к УФ-излучениям.
Производитель FV-Plast

FV-Plast. Чешский производитель предлагает три линии, предназначенные для различных условий эксплуатации:

  • Classic – трубы цельные, с толщиной стенок 2,7–18,3 мм при наружном диаметре от 16 до 110 мм;
  • Stabi – трубная продукция, армированная алюминиевой фольгой, сечением 16–110 мм и толщиной стенок 2,7–16,3 мм;
  • Stabioxy PP-RCT – трубы с алюминиевым слоем, обладающие максимальной устойчивостью к воздействию высоких температур и давлению, с низким температурным расширением и повышенным объемом потока рабочей среды.

FASER. Производитель, гарантирующий стабильно высокое немецкое качество изделий. Наилучшие характеристики трубной продукции достигаются за счет применения только высококачественных материалов и армирования стекловолокном.

Трубы этой марки отличаются минимально возможным тепловым расширением. Также выпускаются и всевозможные фитинги, требующиеся для монтажа трубопроводов.

WAVIN Ekoplastik. Еще один, обладающий отменной репутацией производитель из Чехии. На российском рынке можно купить трубную продукцию трех видов:

  • Stabi с алюминиевым защитным слоем;
  • Fiber с упрочнением стекловолокном;
  • PPR – цельные трубы.
Производитель WAVIN Ekoplastik

VALTEC. Совместное российско-итальянское предприятие. Отличается широким сортаментом выпускаемых труб из полипропилена и крепежных частей:

  • цельные ППР трубы;
  • изделия, укрепленные сплошным алюминиевым поясом;
  • со стекловолоконным защитным слоем, способные без последствий переносить кратковременные превышения допускаемого давления и температуры;
  • фитинги и арматура.

Вывод

Полипропиленовые армированные трубы можно назвать лучшим вариантом для устройства домашней отопительной системы. Главное – правильно выбрать тип изделия и грамотно произвести монтажные работы.

Видео по теме:

Полипропиленовые трубы армированные стекловолокном для отопления: выбор и монтаж

Трубы полипропиленовые армированные стекловолокном

В последний десяток лет применение полипропилена в отоплении стало наиболее популярным способом монтажа водяных систем. И неудивительно, ведь удобство, быстрота проведения работ, а главное, — низкая стоимость материалов и работ поставили трубы ППР вне всякой конкуренции. Кроме того, здесь устранено самое слабое место систем из металлопластика – металлические фитинги, которые отличаются приличной ценой, а при эксплуатации подводят чаще всего. Пластиковые фитинги и полипропиленовые трубы для отопления после сборки становятся единым целым, служат надежно и долговечно.

Виды труб ППР

Трубопроводы из этой пластмассы появились в Европе еще в 80-е годы, изначально они применялись только для прокладки трубопроводов для холодной воды. На горячее водоснабжение и отопление пластиковая труба не годится, и вовсе не оттого, что расплавится от высокой температуры.

Дело в том, то линейное тепловое расширение данного материала достаточно велико, например, простая ППР труба диаметром 20 мм при перепаде температур 50ºС на каждых 10 м длины прибавит еще 65 мм. Это очень много, компенсировать такое удлинение невозможно никакими методами.

Поэтому позже были изобретены полипропиленовые армированные трубы для отопления и ГВС, чьи показатели теплового расширения значительно ниже. Значения линейного удлинения труб из металла, различных пластмасс и с армировкой представлены в таблице.

Уменьшение теплового расширения достигнуто благодаря введению в тело пластмассовой трубы армировки из тонколистового алюминия или стекловолокна. Эти материалы имеют более низкий коэффициент расширения и сдерживают увеличение размера пластика. Соответственно, можно разделить типы полипропиленовых труб на группы:

  • обычная цельнополимерная труба, применяемая для холодного водоснабжения;
  • трубы ППР для ГВС и отопления, стабилизированные алюминием;
  • полипропиленовая труба, армированная стекловолокном, также применяемая для горячей воды температурой до 100ºС;
  • новинка: используемые для тех же целей трубы, армированные базальтовым волокном.

Примечание: армированный полипропилен имеет маркировку «STABI», оттого в народе его прозвали «штабированным».

Все эти изделия пришли к нам из Европы несколько позже, но уже прочно завоевали рынок. Особенно популярны продукты с алюминиевой вставкой.

Спустя некоторое время в качестве армирующего слоя стали применять такой материал, как стекловолокно, чей коэффициент расширения немного больше, нежели у алюминия. Вы спросите: а какой смысл в таком нововведении, если есть изделия STABI, чья надежность проверена годами? Ответ прост: удешевление материала и упрощение пайки стыков.

Труба из стекловолокна

Особого внимания заслуживают чешские полипропиленовые трубы бренда EKOPLASTIK, где в качестве армирования из стекловолокна применено базальтовое волокно. Этот материал практически не расширяется при нагреве и введен в тело трубы по новейшей технологии — в сплаве с пластмассой. Результат впечатляющий, — по сравнению с цельнополимерным продуктом изделие с базальтовым волокном при нагреве удлиняется в три раза меньше.

Рекомендации по выбору

Современный рынок насыщен полимерными изделиями различных производителей. Условно их можно разделить на «наших», турецких и европейских. В таком же порядке растет качественное исполнение и цена на полипропиленовые трубы, хотя в последнее время некоторые российские предприятия выпускают трубопроводы, не уступающие по качеству турецким. Поэтому здесь каждый должен решить для себя сам, продуктами какой фирмы ему пользоваться. Что же до стоимости разных типов труб, то самые доступные для прокладки отопления – это с армированием из стекловолокна. Дороже всех – изделия с базальтовой вставкой.

Следует отметить, что не всегда стоит стремиться к дешевизне. Если ваша армированная труба прокладывается в открытом взгляду, доступном месте, то есть смысл сэкономить на стоимости материала. Это касается обычных систем отопления и горячего водоснабжения, монтируемых открытым способом внутри помещений.

Другое дело, когда стояки уходят в подвал или на чердак, а то и вовсе закладываются внутрь цементной стяжки. В таком случае заводской брак или недоработки монтажников устранить будет очень сложно, не говоря уже о последствиях. Поэтому для прокладки в недоступных местах или закрытом пространстве лучше применить качественные трубы из полипропилена для отопления с армирующим слоем из алюминия.

Для устройства теплых полов, чья стоимость и ответственность выполнения работ значительна, лучше взять трубы со слоем базальтового волокна. Чешский производитель EKOPLASTIK декларирует срок их службы до 50 лет.

Прежде чем покупать выбранный материал, обратите внимание на технические характеристики полипропиленовых труб, особенно если бренд производителя вам незнаком. Имеют значение 3 параметра: пропускная способность, выражаемая диаметром трубы, максимальная рабочая температура и давление.

Первый параметр определяется заблаговременно, это отдельная тема для разговора. Но следует понимать, что вода течет внутри трубы, а не снаружи, оттого изначально надо определить необходимый внутренний диаметр. На изделии же указывается наружный размер и толщина стенки. Самые распространенные диаметры полипропиленовых труб – это 20, 25, 32, 40 мм, хотя тот же EKOPLASTIK предлагает линейку размеров до 110 мм включительно.

Важно! Заблаговременно узнайте рабочую температуру и давление в ваших сетях и подбирайте трубы по ним. Ориентируйтесь на то, что высокая температура бывает в отопительных системах, а давление – в сети ГВС.

Несколько слов о цвете трубопроводов, мы знаем белый и серый. В действительности качество исполнения и срок службы не зависят от цвета, на это не стоит обращать особое внимание, хотя белый – конечно же, красивее.

Немного о монтаже

Процедура настолько проста, что отопление из полипропилена не паял, наверное, только ленивый. Для выполнения работ нужны следующие инструменты и приспособления:

  • специальный паяльник с набором насадок под разные диаметры;
  • ножницы для правильной обрезки трубы;
  • приспособление, которым зачищают армирующий слой из алюминия, когда монтируются «штабированные» трубы;
  • матерчатые перчатки.

Совет. Не следует игнорировать матерчатые перчатки, особенно новичкам. Температура паяльника достигает 300 ºС, а поверхности нагрева достаточно обширны. Лучше защитить руки, чтобы не получить ожогов.

Паяльник для соединения полипропиленовых труб

Монтаж выполняется в такой последовательности: сначала производится разметка и отрезка ножницами участков труб требуемой длины и раскладка их в соответствии со схемой. Перед включением к паяльнику прикрепляют насадку соответствующего диаметра либо сразу несколько насадок. Поскольку для соединения полипропиленовых труб необходимо пользоваться паяльником, разогретым до температуры не ниже 260 ºС, то его лучше включить и настроить заранее. Погасший светодиод на приборе покажет, что он готов к работе.

Места соединения на трубе и фитинге надо обязательно очистить от пыли и грязи, это очень важно. При наличии армирующего слоя из алюминия его придется снять с помощью специального приспособления для зачистки на длину стыка. Так как сварка полипропиленовых труб армированных стекловолокном или базальтом не требует зачистки, то их достаточно просто протереть от пыли.

Следующий этап – разогрев деталей, для чего трубу и фитинг одевают с двух сторон на насадку и выдерживают определенное время, зависящее от диаметра изделий. Для размера 20 мм это время 6 сек, 25 мм – 7 сек, 32 мм – 8 сек и 40 мм – 12 сек. Передерживать нельзя, иначе пластик «потечет» при стыковке и закроет половину проходного сечения. Затем детали снимают с насадки и осуществляют соединение полипропиленовых труб, продержав стык руками секунд 5—10.

Важно! При снятии деталей с насадки паяльника и последующей стыковке не допускается их вращать вокруг своей оси.

Подробности процесса пайки труб можно посмотреть на видео.

Заключение

На практике выбор и монтаж полипропиленовых труб осуществить достаточно просто, тут главное, — четко определить параметры для правильного подбора материалов. Перед пайкой же не помешает немного потренироваться на коротких отрезках труб, сделав несколько пробных соединений с фитингами.

Полипропиленовые трубы PPRC PN25 армированные стекловолокном

Для отопления (стекловолокно) PN25

В процессе эксплуатации пластиковые полипропиленовые трубы показывают себя с лучшей стороны, будучи легкими, прочными, устойчивыми к коррозии и гидравлическим нагрузкам. Единственным нюансом изделий в силу физических особенностей материала является высокий коэффициент температурного расширения, из-за которого трубы увеличиваются в длину при нагреве теплоносителем. Но армированная полипропиленовая труба PPRC, благодаря особой конструкции изделия, свободна от этого недостатка.

Полипропиленовые трубы PPRC PN25 армированные стекловолокном купить

Полипропиленовые трубы PPRC PN25 армированные стекловолокном используются для обустройства систем отопления и водоснабжения автономного и централизованного типа. Они успешно заменяют собой привычные стальные или чугунные аналоги, уязвимые к воздействию агрессивных реагентов, коррозии и высоким температурам.

ПП-трубы устанавливают сварным способом с помощью особого нагревательного прибора, именуемого «утюгом». Этот способ позволяет делать прочные бесшовные соединения без использования муфт и фитингов, что увеличивает прочность всей системы.

Сортировка: Без сортировкиПопулярныеНовинкиСначала дешевлеСначала дорожеПо размеру скидкиВысокий рейтингНазванию, по возрастаниюНазванию, по убыванию

Всего найдено: 6

Многослойная композитная труба PPRC 20 мм PN 25 армированная стекловолокном для отопления
Наружный диаметр - 20 мм
Номинальное давление - 25 атм
Внутренний диаметр - 13,2 мм
Толщина стенки - 3,4 мм
Длина трубы - 4 м
Количество в упаковке - 100 м

Многослойная композитная труба PPRC 25 мм PN 25 армированная стекловолокном для отопления
Наружный диаметр - 25 мм
Номинальное давление - 25 атм
Внутренний диаметр - 16,6 мм
Толщина стенки - 4,2 мм
Длина трубы - 4 м
Количество в упаковке - 100 м

Многослойная композитная труба PPRC 32 мм PN 25 армированная стекловолокном для отопления
Наружный диаметр - 32 мм
Номинальное давление - 25 атм
Внутренний диаметр - 21,2 мм
Толщина стенки - 5,4 мм
Длина трубы - 4 м
Количество в упаковке - 100 м

Многослойная композитная труба PPRC 40 мм PN 25 армированная стекловолокном для отопления
Наружный диаметр - 40 мм
Номинальное давление - 25 атм
Внутренний диаметр - 26,6 мм
Толщина стенки - 6,7 мм
Длина трубы - 4 м
Количество в упаковке - 100 м

Многослойная композитная труба PPRC 50 мм PN 25 армированная стекловолокном для отопления
Наружный диаметр - 50 мм
Номинальное давление - 25 атм
Внутренний диаметр - 33,4 мм
Толщина стенки - 8,3 мм
Длина трубы - 4 м
Количество в упаковке - 100 м

Многослойная композитная труба PPRC 63 мм PN 25 армированная стекловолокном для отопления
Наружный диаметр - 63 мм
Номинальное давление - 25 атм
Внутренний диаметр - 42,0 мм
Толщина стенки - 10,5 мм
Длина трубы - 4 м
Количество в упаковке - 100 м

Конструктивные особенности трубы PPRC PN25 цена

Особенностью армированной полипропиленовой трубы PPRC является характер материала, из которого она сделана. Армирующий слой, придающий полипропилену механическую и термическую стабильность, состоит из смеси полимера и стекловолокна (фибергласса). Этот слой находится с внутренней и наружной стороны изделия, служа своего рода каркасом.

Преимущества изделий из армированного полипропилена известны всем специалистам:

  • высокая коррозийная устойчивость;
  • механическая прочность на разрыв;
  • экологичность;
  • относительно небольшой вес;
  • гладкая поверхность, на которой не скапливаются солевые и органические отложения;
  • стабильность и неподверженность температурным деформациям.

В компании Терма-МСК вы можете купить полипропиленовую трубу PPRC PN25 по доступной цене с доставкой по Москве и области. В продаже представлена продукция надежных производителей, чьему качеству можно доверять.

Армированные трубы для отопления

Опубликовано 10 августа 2015 в 17:00

Сравнительно недавно появились армированные трубы для отопления. Армирование позволяет полипропилену обладать высоким уровнем прочности, надежности и устойчивости к температурным перепадам в системе отопления. Поэтому трубы для отопления армированные будут отличным средством для замены стали и других технологий, которые использовались в прошлые века.

Роль армирования в полипропилене

По известным причинам обычные полипропиленовые трубы не используют для организации отопления. Это объясняется их слабой устойчивостью к высокой температуре. Как следствие полипропилен подается деформации, а именно при нагревании удлиняется и выгибается. А это влечет за собой негативные последствия. Армированная труба полностью лишена этого недостатка.

Армирование образует своего рода жесткий каркас, который препятствует трубе расширяться и удлиняться. Благодаря этому каркасу, ни при каких условиях спаянная магистраль отопления не будет деформироваться. Существует два вида армирования:

  1. Алюминием.
  2. Стекловолокном.

Особенности армирования алюминием

Обозначение таких труб выглядит так: PPR-AL-PPR. Здесь также имеются различия по методу создания «защитного каркаса».

  • Верхний сплошной алюминиевый лист. При монтаже таких труб необходимо зачищать верхний слой алюминия.
  • Средний слой перфорированного алюминиевого листа. Армировочный алюминий располагается равномерно по всей поверхности отверстия. При их монтаже также необходимо зачищать конец трубы от фольги.
  • Внутренний слой алюминиевого листа. Армировочная часть находится около внутренней стенки или в середине.

Алюминий не паяется, поэтому при сварке трубопровода его важно зачищать специальным оборудованием. Близкое расположение армировки к стыку, делает соединение качественным и надежным.

Если в процессе монтажа соблюсти все технологически требования, этот материал сможет прослужить до пятидесяти лет и больше. Такие трубы можно найти разных цветов: белые, серые, зеленые и тому подобное. Этот никак не влияет на их техническое состояние.

Особенности армирования стекловолокном

Полипропиленовые трубы армированные стекловолокном имеют следующую маркировку: PPR-FB-PPR. Изготавливаются они по принципу сэндвича. Верхний и нижний слой имеет одинаковый слой полипропилена, а в середине начинка. Их также принято использовать в современных системах отопления.

По-другому их называют стеклопластиковые трубы. В продаже можно встретить разные цвета армирования, например, зеленый, синий или красный что никак не влияет на эксплуатационные характеристики.

Главное их преимущество заключается в том, что при монтажных работах никакой зачистки и калибровки выполнять не нужно.

В продаже может встретиться и другая маркировка PPR-AL-PEX, что указывает на измененную структуру слоев. В качестве первого слоя выступает полипропилен, после, алюминий ну и в конце сшитый полиэтилен. Это оборудование также обладает отличным сцеплением каждого слоя, поэтому их с успехом используют в современных системах отопления.

Технические характеристики и производство

Армированные трубы стекловолокном или алюминием обладают рядом положительных сторон:

  • Отличаются маленьким коэффициентом расширения.
  • Способны выдерживать большее давление чем простой полипропилен, а также резкие температурные перепады.
  • При повышенной температуре не теряют своей прочной структуры.
  • В случае перегрева до 175°С труба не лопнет, а просто провиснет на крепеже.
  • По достижении показателя 70°С их расширение составит 1 см на метр.
  • Хорошая коррозийная устойчивость.
  • Отличная механическая прочность.

Итак, из всего вышеперечисленного видно, что армированные трубы являются идеальным решением для современных систем отопления. Хотя и здесь есть свои нюансы, которые могут касаться производителя. Делая выбор, обращайте особое внимание на их качество, ведь некоторые производители нередко позволяют себе допускать брак. Чтобы вам не попасться в такую ловушку просмотрите видео, которое будет служить в качестве напоминания.

Все, что вам нужно знать о полипропилене (ПП) Пластик

Что такое полипропилен (ПП) и для чего он используется?

Полипропилен (ПП) представляет собой «аддитивный полимер» из термопласта , полученный из комбинации мономеров пропилена. Он используется во множестве приложений, включая упаковку для потребительских товаров, пластмассовые детали для различных отраслей промышленности, включая автомобильную промышленность, специальные устройства, такие как подвижные петли, и текстиль. Полипропилен был впервые полимеризован в 1951 году парой ученых-нефтяников Phillips по имени Пол Хоган и Роберт Бэнкс, а затем итальянскими и немецкими учеными Наттой и Реном. Он стал известен чрезвычайно быстро, поскольку коммерческое производство началось всего через три года после того, как итальянский химик профессор Джулио Натта впервые полимеризовал его. Натта усовершенствовал и синтезировал первую полипропиленовую смолу в Испании в 1954 году, и способность полипропилена кристаллизоваться вызвала большой интерес. К 1957 году его популярность резко возросла, и широкое коммерческое производство началось по всей Европе. Сегодня это один из наиболее часто производимых пластиков в мире.

Прототип крышки для безопасности детей из полипропилена с ЧПУ, вырезанной из полипропилена, от Creative Mechanisms

По некоторым данным, текущий мировой спрос на материал формирует годовой рынок около 45 миллионов метрических тонн, и, по оценкам, к 2020 году спрос вырастет примерно до 62 миллионов метрических тонн.Основными конечными потребителями полипропилена являются упаковочная промышленность, на которую приходится около 30% от общего объема, за ней следует производство электротехники и оборудования, на которое приходится около 13% в каждой. И бытовая техника, и автомобилестроение потребляют по 10% каждая, а за ними следуют строительные материалы с 5% рынка. Остальные области применения вместе составляют остальную часть мирового потребления полипропилена.

Полипропилен имеет относительно скользкую поверхность, что может сделать его возможным заменителем пластмасс, таких как ацеталь (POM), в приложениях с низким коэффициентом трения, таких как шестерни, или для использования в качестве места контакта для мебели.Возможно, отрицательным аспектом этого качества является то, что полипропилен может быть трудно приклеивать к другим поверхностям (то есть он плохо держится с некоторыми клеями, которые хорошо работают с другими пластиками, и иногда его приходится сваривать, если требуется формирование стыка. ). Хотя полипропилен скользкий на молекулярном уровне, он имеет относительно высокий коэффициент трения, поэтому вместо него будут использоваться ацеталь, нейлон или ПТФЭ. Полипропилен также имеет низкую плотность по сравнению с другими распространенными пластиками, что приводит к экономии веса для производителей и дистрибьюторов деталей из полипропилена, изготовленных методом литья под давлением.Он обладает исключительной стойкостью при комнатной температуре к органическим растворителям, таким как жиры, но подвержен окислению при более высоких температурах (потенциальная проблема при литье под давлением).

Одним из основных преимуществ полипропилена является то, что из него можно изготавливать (с помощью ЧПУ или литья под давлением, термоформования или опрессовки) в живую петлю. Живые петли - это чрезвычайно тонкие кусочки пластика, которые гнутся, не ломаясь (даже при экстремальных движениях, приближающихся к 360 градусам). Они не особенно полезны для структурных применений, таких как удерживание тяжелой двери, но исключительно полезны для ненесущих применений, таких как крышка бутылки кетчупа или шампуня.Полипропилен уникален для живых петель, потому что он не ломается при многократном сгибании. Одним из других преимуществ является то, что полипропилен может быть обработан на станке с ЧПУ, чтобы включить в него живой шарнир, что позволяет ускорить разработку прототипа и дешевле, чем другие методы прототипирования. Уникальность Creative Mechanisms заключается в том, что мы можем изготавливать живые петли из цельного куска полипропилена.

Еще одно преимущество полипропилена состоит в том, что его можно легко сополимеризовать (по существу, объединить в композитный пластик) с другими полимерами, такими как полиэтилен.Сополимеризация значительно изменяет свойства материала, что позволяет использовать его в более надежных инженерных решениях, чем это возможно с чистым полипропиленом (сам по себе в большей степени являющийся товарным пластиком).

Характеристики, упомянутые выше и ниже, означают, что полипропилен используется в самых разных областях: тарелки, подносы, чашки и т. Д. Можно мыть в посудомоечной машине, непрозрачные переносные контейнеры и многие игрушки.

Каковы характеристики полипропилена?

Некоторые из наиболее важных свойств полипропилена:

  1. Химическая стойкость: Разбавленные щелочи и кислоты плохо реагируют с полипропиленом, что делает его хорошим выбором для емкостей с такими жидкостями, как чистящие средства, средства первой помощи и т. Д.
  2. Эластичность и прочность: Полипропилен будет действовать эластично в определенном диапазоне отклонений (как и все материалы), но он также будет испытывать пластическую деформацию на ранних этапах процесса деформации, поэтому обычно считается «прочным» материалом. Прочность - это технический термин, который определяется как способность материала деформироваться (пластически, а не упруго) без разрушения.
  3. Сопротивление усталости: Полипропилен сохраняет свою форму после значительного скручивания, изгиба и / или изгиба.Это свойство особенно ценно при изготовлении живых петель.
  4. Изоляция: полипропилен обладает очень высокой устойчивостью к электричеству и очень полезен для электронных компонентов.
  5. Коэффициент пропускания: Хотя полипропилен можно сделать прозрачным, обычно он имеет естественный непрозрачный цвет. Полипропилен можно использовать в тех случаях, когда важна передача света или имеет эстетическую ценность. Если требуется высокий коэффициент пропускания, лучше подойдут такие пластмассы, как акрил или поликарбонат.

Полипропилен классифицируется как «термопластичный» (в отличие от «термореактивного») материал, что связано с тем, как пластик реагирует на тепло. Термопластические материалы становятся жидкими при температуре плавления (примерно 130 градусов Цельсия в случае полипропилена). Основным полезным признаком термопластов является то, что их можно нагреть до точки плавления, охладить и снова нагреть без значительного разрушения. Вместо сжигания термопласты, такие как полипропилен, превращаются в жидкость, что позволяет легко формовать их под давлением, а затем перерабатывать. Напротив, термореактивные пластмассы можно нагреть только один раз (обычно в процессе литья под давлением). Первое нагревание вызывает затвердевание термореактивных материалов (аналогично двухкомпонентной эпоксидной смоле), что приводит к химическим изменениям, которые нельзя отменить. Если вы попытаетесь нагреть термореактивный пластик во второй раз до высокой температуры, он просто сгорит. Эта характеристика делает термореактивные материалы плохими кандидатами на переработку.

Почему полипропилен используется так часто?

Полипропилен используется как в быту, так и в промышленности.Его уникальные свойства и способность адаптироваться к различным технологиям изготовления делают его бесценным материалом для самых разных целей. Еще одна неоценимая характеристика - способность полипропилена работать как пластиковый материал и как волокно (как те рекламные сумки, которые раздают на мероприятиях, гонках и т. Д.). Уникальная способность полипропилена производиться различными методами и для различных применений означала, что вскоре он стал бросать вызов многим старым альтернативным материалам, особенно в упаковочной, волокнистой и литьевой промышленности.Его рост был устойчивым на протяжении многих лет, и он остается крупным игроком в мировой индустрии пластмасс.

В Creative Mechanisms мы использовали полипропилен во многих сферах применения в различных отраслях промышленности. Возможно, самый интересный пример - это наша способность на станке с ЧПУ из полипропилена включать в себя живую петлю для разработки прототипа живой петли. Полипропилен - очень гибкий, мягкий материал с относительно низкой температурой плавления. Эти факторы не позволяют большинству людей правильно обрабатывать материал.Он слипается. Это не режет чисто. Он начинает таять от тепла фрезы с ЧПУ. Обычно его нужно соскоблить, чтобы что-нибудь приблизилось к готовой поверхности. Но нам удалось решить эту проблему, что позволяет нам создавать новые прототипы живых петель из полипропилена. Взгляните на видео ниже:

Какие бывают типы полипропилена?

Доступны два основных типа полипропилена: гомополимеры и сополимеры.Сополимеры далее делятся на блок-сополимеры и статистические сополимеры. Каждая категория лучше подходит для определенных приложений, чем для других. Полипропилен часто называют «сталью» в пластмассовой промышленности из-за различных способов, которыми он может быть модифицирован или настроен для наилучшего использования для конкретной цели. Обычно это достигается путем введения в него специальных добавок или особого производства. Эта адаптивность - жизненно важное свойство.

Гомополимерный полипропилен - универсальный.Вы можете думать об этом как о состоянии полипропилена по умолчанию. Блок-сополимер полипропилен имеет звенья сомономера, расположенные в виде блоков (то есть в виде регулярного рисунка), и содержат от 5% до 15% этилена. Этилен улучшает определенные свойства, такие как ударопрочность, в то время как другие добавки улучшают другие свойства. Случайный сополимер полипропилен - в отличие от блок-сополимера полипропилена - имеет звенья сомономера, расположенные в нерегулярном или случайном порядке вдоль молекулы полипропилена.Они обычно включают в себя от 1% до 7% этилена и выбираются для применений, где желателен более гибкий и более чистый продукт.

Как производится полипропилен?

Полипропилен, как и другие пластики, обычно начинается с перегонки углеводородного топлива на более легкие группы, называемые «фракциями», некоторые из которых объединяются с другими катализаторами для производства пластмасс (обычно путем полимеризации или поликонденсации).

Полипропилен для разработки прототипов станков с ЧПУ, 3D-принтеров и литьевых машин:

3D-печать на полипропилене:

Полипропилен не всегда доступен в виде нитей для 3D-печати.

Обработка полипропилена с ЧПУ:

Полипропилен широко используется в качестве листового материала для производства станков с ЧПУ. Когда мы создаем прототипы небольшого количества деталей из полипропилена, мы обычно обрабатываем их с помощью ЧПУ. Полипропилен приобрел репутацию материала, который не поддается механической обработке. Это потому, что он имеет низкую температуру отжига, а это означает, что он начинает деформироваться под действием тепла. Поскольку в целом это очень мягкий материал, для его точной резки требуется чрезвычайно высокий уровень навыков.Креативным механизмам это удалось. Наши бригады могут использовать станок с ЧПУ и резать полипропилен чисто и с очень высокой детализацией. Кроме того, мы можем изготавливать живые петли из полипропилена толщиной всего 0,010 дюйма. Изготовление живых петель само по себе является сложной задачей, что делает использование такого сложного материала, как полипропилен, еще более впечатляющим.

Полипропилен для литья под давлением:

Полипропилен - очень полезный пластик для литья под давлением и обычно доступен для этой цели в форме гранул.Полипропилен легко формовать, несмотря на его полукристаллическую природу, и он очень хорошо течет из-за низкой вязкости расплава. Это свойство значительно увеличивает скорость заполнения формы материалом. Усадка полипропилена составляет около 1-2%, но может варьироваться в зависимости от ряда факторов, включая давление выдержки, время выдержки, температуру плавления, толщину стенок формы, температуру формы, а также процентное содержание и тип добавок.

Другое:

В дополнение к обычным пластиковым материалам полипропилен также хорошо подходит для использования с волокнами.Это дает ему еще более широкий спектр применения, выходящий за рамки простого литья под давлением. К ним относятся веревки, ковры, обивка, одежда и тому подобное.

Изображение с AnimatedKnots. com

Какие преимущества полипропилена?
  1. Полипропилен доступен и относительно недорого.
  2. Полипропилен обладает высокой прочностью на изгиб благодаря своей полукристаллической природе.
  3. Полипропилен имеет относительно скользкую поверхность.
  4. Полипропилен очень устойчив к впитыванию влаги.
  5. Полипропилен обладает хорошей химической стойкостью к широкому спектру оснований и кислот.
  6. Полипропилен обладает хорошей усталостной прочностью.
  7. Полипропилен обладает хорошей ударной вязкостью.
  8. Полипропилен - хороший электроизолятор.

Каковы недостатки полипропилена?
  1. Полипропилен имеет высокий коэффициент теплового расширения, что ограничивает его применение при высоких температурах.
  2. Полипропилен подвержен разрушению под действием УФ-излучения.
  3. Полипропилен имеет плохую стойкость к хлорированным растворителям и ароматическим соединениям.
  4. Известно, что полипропилен трудно окрашивать, поскольку он имеет плохие адгезионные свойства.
  5. Полипропилен легко воспламеняется.
  6. Полипропилен подвержен окислению.

Несмотря на свои недостатки, в целом полипропилен - отличный материал. Он обладает уникальным сочетанием качеств, которых нет ни в одном другом материале, что делает его идеальным выбором для многих проектов.

Каковы свойства полипропилена?

Объект

Значение

Техническое наименование

Полипропилен (ПП)

Химическая формула

(C 3 H 6 ) n

Идентификационный код смолы (используется для переработки)

Температура расплава

130 ° C (266 ° F)

Типичная температура пресс-формы для литья под давлением

32 - 66 ° C (90 - 150 ° F) ***

Температура теплового отклонения (HDT)

100 ° C (212 ° F) при 0. 46 МПа (66 фунтов на кв. Дюйм) **

Прочность на разрыв

32 МПа (4700 фунтов на кв. Дюйм) ***

Прочность на изгиб

41 МПа (6000 фунтов на кв. Дюйм) ***

Удельный вес

0,91

Скорость усадки

1,5 - 2,0% (0,015 - 0,02 дюйма / дюйм) ***

* В стандартном состоянии (при 25 ° C (77 ° F), 100 кПа) ** Исходные данные *** Исходные данные

Остаточные механические свойства бетона, армированного полипропиленовым волокном, после нагрева

Основные характеристики

При высоких температурах волокна толщиной 12 мм обладают лучшими характеристиками, чем волокна толщиной 6 мм.

Волокна не могут предотвратить потерю модуля упругости после нагрева до 600 ° C.

Критическая температура влияния волокон на остаточную прочность бетона составляет 400 ° C.

Влияние полипропиленового волокна на остаточную скорость ультразвукового импульса незначительно.

Реферат

В данной статье представлены результаты экспериментальных исследований остаточных механических свойств образцов фибробетона, подвергнутых воздействию повышенных температур.Семь серий бетонных смесей, включая шесть серий бетона, армированного полипропиленовым волокном, и одну серию образцов простого бетона, были испытаны после воздействия различных температур нагрева и охлаждения. Остаточные механические свойства, включая прочность на сжатие и растяжение, модуль упругости и режимы растрескивания, а также скорость ультразвуковых импульсов армированного волокном и простого бетона оцениваются после цикла нагрев-охлаждение. Изучено влияние уровня температуры, длины и количества содержания полипропиленовых волокон на остаточные механические свойства. Результаты экспериментов показывают, что бетон, армированный полипропиленовым волокном, демонстрирует лучшие характеристики по сравнению с обычным бетоном. Различные стратегии, за счет варьирования количества полипропиленового волокна (1-2 кг / м 3 ) и длины волокна, предложены для повышения остаточной прочности на сжатие и растяжение, а также минимизации расщепления и растрескивания в бетоне после воздействия огня.

Ключевые слова

Бетон

Полипропиленовое волокно

Механические свойства

Последующее возгорание

Температура

Рекомендуемые статьи Цитирующие статьи (0)

Полный текст

© 2018 Elsevier Ltd.Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

ProComp ™ Производство и формование | O&P

ProComp ™ Технические аспекты

Листовое отопление

  • 380 ° –410 ° F: верхняя поверхность
  • Измерено портативным ИК-термометром

Арматура

  • ProComp ™ также можно использовать в качестве усиления при изготовлении ортезов.Например, вы можете ламинировать полоску ProComp ™ в AFO, чтобы укрепить лодыжку.

Косметика

  • ProComp ™ совместим со стандартной полипропиленовой бумагой для печати изображений с теплопередачей.

Вакуумное формование

  • Минимум 20 дюймов ртутного столба при расходе 420 куб. Футов / мин.
  • Требуется расширительный бак.

Гофра

  • Рифление как средство выборочного повышения жесткости ортеза совместимо с ProComp ™.

Лабораторная обработка

  • ProComp ™ совместим со стандартным процессом вакуумного термоформования, используемым в ортопедических и протезных лабораториях. Отмерьте и вырежьте талон на изготовление из оригинального ламината стандартным способом. Построение позитивной модели с просачиваемым слоем поверх штукатурки. Нейлоновый трикотаж будет служить интерфейсом для вакуумного формования.

Отопление

  • Если вы используете инфракрасную печь для нагрева материалов, вы должны минимизировать разницу температур между верхней и нижней поверхностями.

Прочность на провисание при температуре расплава

  • Углеродные волокна в ProComp ™ улучшают сопротивление провисанию, чтобы облегчить перенос листа с противня в духовку на позитивную модель.

Формование (формование)

  • Углеродные волокна ProComp ™ немного сопротивляются драпировке ламината на позитивной модели. Надавливание пальцем в перчатке следует использовать для прижатия дротика к материалу в области сгиба лодыжки и стопы при изготовлении AFO.

Формование (образование пузырей / пузырей)

  • Для достижения наилучших результатов ProComp ™ необходимо равномерно нагреть до температуры формования по всей толщине. Неравномерный нагрев может вызвать небольшую рябь на внешней стороне. Также важно получить и поддерживать хорошее вакуумное уплотнение при вытягивании ProComp ™. Любая потеря вакуума при охлаждении материала может вызвать дефекты внутри заготовки.

Обрезка

  • ProComp ™ можно отливать из пилы, обрезанной от положительной модели, если можно прикоснуться к температуре поверхности голыми руками (ниже 120 ° F).

Чистовая

  • Можно использовать стандартные конусы для фрезерования, совместимые с полипропиленом.

Безопасность

  • Необходимо использовать респиратор и защиту для глаз.

Толщина стенки:

  • Необходимо минимизировать чрезмерное растяжение материала при формовании, чтобы предотвратить развитие поверхностной апельсиновой корки, особенно в области пятки и подъема в ортезе голеностопного сустава. В этой области возникает эффект поверхностной апельсиновой корки. Часто можно увидеть некоторую «блокировку» поверхности, как ее называют инженеры по полимерам, при наличии слишком большого растяжения. Очень важно, чтобы вытачки или складки, возникающие во время формования ProComp ™ вокруг лодыжки, управлялись пальцами в перчатке, а не просто растягиванием или вытягиванием материала, чтобы вытащить дротики за границы обрезки готового продукта. Конечным результатом будет уменьшение эффекта закупорки поверхности или апельсиновой корки и увеличение толщины стенки, что обеспечит повышенную жесткость ортеза в сагиттальной плоскости.

Архив положительных моделей

  • Рекомендуется архивировать положительные модели в случаях с ожидаемыми высокими нагрузками на походку. Полипропилен имеет 40-летнюю историю использования с соответствующими потенциалами успеха и неудачи. Предполагаемый дизайн ProComp ™ позволяет практикующему специалисту расширить свой текущий портфель дизайнов полипропилена в расширенную область с использованием материала, который можно рассматривать как «суперпропилен». Но обратите внимание: дескриптор «super» не следует понимать как означающий, что его невозможно взломать.Все материалы имеют свои конструктивные ограничения.

Заявление об ограничении ответственности:
Температура обработки материала и давление вакуумного формования являются критическими элементами успешного производства ProComp ™. Лаборатория-изготовитель несет ответственность за контроль элементов процесса.

Композитные термопластичные полимерно-волоконные материалы ProComp ™ продаются по лицензии и являются продуктом компании Rhode 401, LLC.

Микроструктура, свойство растяжения и качество поверхности деталей из армированного стекловолокном полипропилена, формованных методом быстрого термического цикла

Микроструктура формованного изделия значительно влияет на его макроскопические свойства. В этом исследовании влияние процесса формования на микроструктуру, свойство растяжения и качество поверхности было изучено на деталях из армированного стекловолокном полипропилена (GFRPP), отформованных с помощью формовки с быстрым термическим циклом (RHCM) и конверсионного литья под давлением (CIM). Предел прочности на разрыв и блеск поверхности были выбраны для измерения макроскопических свойств формованных деталей. Микроструктуру, включая многослойность, ориентацию волокон, кристалличность и прочность связи между волокном и матрицей, анализировали с помощью моделирования, сканирующей электронной микроскопии, широкоугольной дифракции рентгеновских лучей и динамического механического анализа.Обсуждалась также связь между макроскопическими свойствами и микроструктурой образцов RHCM. Результаты показывают, что по мере увеличения температуры поверхности полости пресс-формы прочность на разрыв сначала увеличивается, а затем уменьшается. Предел прочности на разрыв деталей из RHCM достигал максимума при температуре нагрева формы 60 ° C. Также наблюдается, что блеск поверхности образца увеличивается при повышении температуры поверхности полости формы, а увеличение блеска поверхности заметно уменьшается при температуре нагрева формы выше 90 ° C.

1. Введение

Композиты из короткого армированного стекловолокном полипропилена (GFRPP) - это перерабатываемые материалы с хорошими механическими свойствами, высокой химической стойкостью, превосходной термической стабильностью и привлекательным соотношением цена-качество. Ввиду этих преимуществ GFRPP широко используется в конструкционных приложениях в областях аэрокосмической, автомобильной, гражданской и морской техники [1–5]. Хорошо известно, что макроскопические характеристики продукта существенно зависят от его микроструктуры [6–8].В прошлом значительные усилия были направлены на адаптацию микроструктуры изделий из стеклопластика и улучшение их макроскопических характеристик [9–15]. Предполагается, что механические свойства изделий из стеклопластика в значительной степени зависят от совокупного воздействия ориентации и распределения стекловолокна, условий прочности соединения поверхности раздела волокна и матрицы и состояния кристаллизации матрицы, в то время как некоторые поверхностные дефекты, такие как следы текучести, плавающие волокна, линий сварки и следов от струйной печати невозможно избежать с помощью процесса CIM [16, 17]. Процесс формовки с быстрым тепловым циклом (RHCM) является относительно новым методом, который может не только значительно уменьшить или даже устранить поверхностные дефекты, но также значительно сократить производственный цикл и снизить потребление энергии и загрязнение окружающей среды [18]. Наиболее очевидное различие между процессами RHCM и CIM заключается в том, что в первом используется технология динамического контроля температуры формы, при которой температура формы быстро повышается до заданной температуры перед заполнением формы расплавом.На этапе наполнения и упаковки поддерживается высокая температура; после этого расплав быстро охлаждают, чтобы извлечь его из формы перед переходом к следующему этапу производственного цикла [19–21]. Таким образом, процесс RHCM имеет более сложную термомеханическую историю, чем процесс CIM [22].

На сегодняшний день все большее внимание уделяется исследованиям взаимосвязи между микроструктурой и макроскопическими свойствами изделий, формованных с помощью процесса RHCM. Wang et al. [23] исследовали влияние температуры поверхности полости формы в процессе заполнения на состояние кристаллизации первичного полипропилена в слоях литьевых пластмассовых деталей различной толщины.Они также исследовали взаимосвязь между качеством поверхности пластмассовых деталей, кристалличностью и остаточным напряжением в RHCM. Недавно Сперанца и др. [24] сообщили, что температура поверхности формы заметно влияет на ориентацию молекул и морфологию, развиваемую в образцах, полученных литьем под давлением, а сочетание полей течения и скорости охлаждения, испытываемых первичным полимером, определяет многослойную структуру образцов. В условиях сильного поля потока и высоких температур наблюдалась плотноупакованная структура (называемая шашлыком), выровненная вдоль направления потока, тогда как образование β -фазы в форме цилиндрита наблюдалось в слабых полях потока.Ли и др. [22] предложили новый метод получения информации об эволюции кристаллизации первичных полимеров в процессе RHCM. В этом методе учитывалось влияние температуры и скорости сдвига на кристаллизацию, поэтому метод был полезен для оптимизации процесса формования RHCM для производства высококачественных продуктов. Liparoti et al. [25] проанализировали влияние рабочих условий процесса литья под давлением на морфологическое распределение внутри формованных изделий и обнаружили, что толщина сдвигового слоя была уменьшена в образцах, изготовленных при высоких температурах формы.Особо было отмечено, что сдвиговый слой исчезал, когда давление упаковки и время нагрева составляли 360 бар и 20 с, соответственно.

На основании вышеизложенных исследований литературные исследования в основном сосредоточены на первичном полимере. Пока что ограниченные исследования посвящены короткому полимеру, армированному стекловолокном, в процессе RHCM. Ли и др. [9] установили новую модель, описывающую процесс слияния армированного волокном расплава в RHCM, и описали взаимосвязь между температурой формы и внешним видом сливающейся области.Кроме того, они представили влияние ориентации волокон в зоне слияния на ударную вязкость полученных деталей. Wang et al. [26] использовали два армированных пластика, включая АБС / ПММА / нано-CaCO 3 и 20% армированный волокном полипропилен, чтобы исследовать влияние температуры поверхности полости непосредственно перед заполнением на внешний вид поверхности и текстуру формованных армированных пластиковых деталей с использованием RHCM. Шероховатость, блеск и морфология поверхности характеризуются интерферометром белого света, измерителем блеска и оптическим микроскопом соответственно.Они обнаружили, что температура поверхности формы непосредственно перед заполнением существенно влияет на внешний вид поверхности отформованной детали. В другой работе та же исследовательская группа [27] обнаружила, что для армированных волокном пластиков из полипропилена + 20% стекловолокна, произведенных с помощью RHCM, температура поверхности полости, установленная на уровне 118 ° C на стадии заполнения, снижает предел прочности детали на разрыв. без следа сварного шва, но немного больше, чем у детали с отметкой сварного шва.

Вышеупомянутые исследования показывают, что микроструктура (т.е.g., многослойная структура, ориентация волокон, состояние кристаллизации, прочность межфазного сцепления и морфология поверхности) и макропроизводительность (например, прочность на разрыв и блеск поверхности) изделия из стеклопластика, формованного с помощью RHCM, не установлены. Это делает обработку и настройку параметров RHCM большой слепотой. Следовательно, очень важно получить закон эволюции микроструктуры армированных термопластов, полученных с помощью процесса RHCM, чтобы выявить взаимосвязь между макроскопическими свойствами и микроструктурой продуктов RHCM.В этом исследовании RHCM с электронагревом используется для понимания различных механизмов воздействия температуры поверхности полости, которые регулируют предел прочности на разрыв и качество внешнего вида поверхности армированного полимерного продукта без линии сварки. Макроскопические свойства и микроструктура проверяются и анализируются с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM), широкоугольной дифракции рентгеновских лучей (WAXRD), динамического термомеханического анализа (DMA), Autodesk Moldflow ™, измерителя шероховатости и измерителя блеска поверхности.Исследуются взаимосвязи между макроскопическими свойствами, микроструктурой и обработкой продуктов RHCM.

2. Материалы и методы
2.1. Материалы

Испытательный материал, принятый в этом исследовании, - полипропилен с 30% коротких стекловолокон (поставляется Suzhou Yulian Engineering Plastics Co. Ltd., Китай) с плотностью 1,18 г / см 3 (ASTM D792), текучесть расплава скорость 1,8 г / 10 мин (ASTM: D1238) и температура теплового отклонения 140 ° C (ASTM: D648).

2.2. Экспериментальная установка и процедура

Используемое устройство RHCM с электронагревом (рис. 1 [28]) в основном состоит из электрических нагревательных стержней, термопары типа K и системы регулятора температуры пресс-формы MTS-32II (Beijing CHN-TOP Machinery Group Co. Ltd., Китай) для измерения, регулирования и отображения температуры нагрева поверхности формы, а также двухпластинную форму RHCM (поверхность полости отполирована для получения глянцевой зеркальной поверхности с шероховатостью Ra около 57 нм). Электрические нагревательные стержни устанавливаются только на неподвижной стороне формы, чтобы быстро нагреть эту сторону перед заполнением.Обычные туннели водяного охлаждения используются для охлаждения как подвижных, так и неподвижных сторон кристаллизатора турбулентной охлаждающей водой комнатной температуры после этапа упаковки. Используется термопластавтомат (серия HTFX5, Haitian Plastic Machinery Group Co. Ltd., Китай). Все параметры процесса приведены в таблице 1.



Температура расплава (° C) Давление впрыска (МПа) Скорость впрыска (%) Время упаковки (с) Давление уплотнения (МПа) Температура нагрева формы (° C) Время охлаждения (с)

240 60 45 9 50/9017 / 120 30

И используются только образцы, полученные после стабилизации параметров процесса.Для каждого набора условий формования используют не менее пяти образцов для последующих измерений и анализа.

2.3. Подготовка образца

Положение образца выбрано, как показано на рисунке 2. Для облегчения описания образцы, отформованные с температурами поверхности полости 60, 90 и 120 ° C, обозначены как RHCM60, RHCM90 и RHCM120 соответственно. Все образцы для испытаний RHCM отбираются и обрабатываются на стороне неподвижной полуформы. Отлитые под давлением образцы помещают в жидкий азот и после этого ломают, как показано на рисунке 2.


2.4. Эксплуатационные испытания

Согласно ASTM D638 испытания на растяжение проводятся на универсальном испытательном приборе (INSTRON-8872, США). Шероховатость поверхности образца измеряется измерителем шероховатости (Mitutoyo SJ-410, Япония). Блеск поверхности образца измеряется в соответствии с ASTM D523 с использованием измерителя блеска (WGG-60, Tongfu Electromechanical Equipment Co., Ltd., Китай).

2.5. Анализ микроструктуры

Все изломанные поверхности для исследования последовательно полируются с помощью металлографической наждачной бумаги с размером частиц 300 #, 600 # и 1500 # на шлифовально-полировальном станке.Полированное сечение напылено золотом в вакууме; после этого микроструктуру образца наблюдают с помощью сканирующего электронного микроскопа (Hitachi S-4700, Япония). Напряжение сканирования составляет 15,0 кВ, применяется общее увеличение в 150 раз. Метод WAXRD используется для оценки кристалличности каждого указанного слоя по толщине образца. Положение образца специально выбирается по толщине, как показано на рисунке 2. WAXD выполняется с помощью рентгеновского дифракционного прибора X’Pert PRO (PANalytical B.V., Алмело, Нидерланды) с источником Cu Kα и средней длиной волны 0,154056 нм. Оборудование работает при 40 кВ и 40 мА при температуре окружающей среды с диапазоном угла дифракции (2 θ ) от 10 ° до 40 ° и скоростью сканирования 2 ° / мин. Прочность межфазного сцепления композитов GFRPP может быть охарактеризована тестом прямого доступа к памяти с использованием DMAQ800 (TA instruments, Америка). Прямоугольные образцы для испытаний (каждый 3 мм × 1 мм × 2 мм) нагревают от -20 до 40 ° C со скоростью 2 ° C / мин. Режим одиночного кантилевера используется для испытания образцов при амплитуде и частоте колебаний 10 мкм, м и 1 Гц, соответственно.

Autodesk Moldflow ™ используется для оценки распределения ориентации стекловолокна в направлении толщины образца. При моделировании свойства материала и соответствующие граничные условия устанавливаются в соответствии с параметрами, используемыми в реальных экспериментах CIM и RHCM.

3. Результаты и обсуждение
3.
1. Влияние процесса RHCM на многослойную микроструктуру GFRPP

Микрофотографии многослойных структур, полученные с помощью SEM, показаны на рисунке 3, которые появляются в поперечных сечениях образцов CIM и RHCM60.В поперечном сечении образцов образец CIM демонстрирует отчетливую симметричную структуру скин-сдвиг-сердцевина, тогда как образцы RHCM представляют асимметричную многослойную структуру. Толщина слоев на неподвижной стороне формы значительно отличается от толщины слоев на подвижной стороне формы. Эта асимметричная структура в основном объясняется нагревом поверхности полости в фиксированной полуформы с технологией динамического контроля температуры формы, и она хорошо демонстрирует влияние различных температур нагрева на микроструктуру образцов RHCM.На рис. 4 показаны тенденции изменения толщины скин-слоя в образцах RHCM и CIM, полученных при различных температурах поверхности полости перед заполнением. На основе СЭМ-изображений поперечных сечений образца толщина многослойных слоев определяется путем усреднения нескольких измерений с помощью программного обеспечения JMICROVISION.


На рис. 5 (а) показано, что толщина скин-слоя образца уменьшается по мере увеличения температуры полости перед заполнением, и такую ​​тенденцию к уменьшению можно интерпретировать как распределение градиента температуры.По сравнению с процессом RHCM, процесс CIM имеет самый большой градиент температуры между расплавом и поверхностью полости; следовательно, входящий расплав быстро охлаждается при контакте с поверхностью холодной полости и немедленно конденсируется и образует поверхностный слой, и, соответственно, образец CIM имеет самый толстый скин-слой. С повышением температуры градиент температуры уменьшается. Согласно вышеизложенному, нетрудно отсортировать толщину скин-слоя в порядке убывания, поскольку температура полости перед заполнением увеличивается.

На рисунке 5 (б) толщина слоя сдвига во всех образцах RHCM больше, чем толщина слоя сдвига в образце CIM. Согласно предыдущему анализу, процесс CIM дает самый толстый скин-слой. Очевидно, этот поверхностный слой обеспечивает лучший теплоизоляционный эффект для расплава и ослабляет теплообмен между расплавом и стенкой формы, а затем снижает градиент температуры ниже поверхностного слоя CIM; в результате толщина сдвигового слоя в образце CIM самая тонкая.По сравнению с образцом CIM, по мере дальнейшего увеличения температуры поверхности полости, теплоизоляционные характеристики скин-слоя еще больше ослабевают, и толщина сдвигового слоя образцов RHCM имеет убывающий порядок.

На рисунке 5 (c) можно увидеть, что толщина центрального слоя в образцах RHCM увеличивается с увеличением температуры поверхности полости, а толщина центрального слоя в образце CIM больше, чем в обработанных образцах RHCM. при температуре поверхности полости 60 и 90 ° C.Это явление можно объяснить тем фактом, что более толстый скин-слой в образце CIM имеет хороший теплоизоляционный эффект, градиент температуры в расплаве под скин-слоем меньше, и, следовательно, толщина внутреннего слоя в образце CIM относительно толще. В процессе RHCM разница температур между поверхностью полости и расплавом постепенно уменьшается с увеличением температуры поверхности полости; этим объясняется постепенное увеличение толщины слоя сердцевины.Когда температура поверхности полости повышается до 120 ° C, внутренний слой достигает максимальной толщины.

3.2. Влияние процесса RHCM на ориентацию волокна в микроструктуре GFRPP

Модель построена с использованием тетраэдрических элементов с 11 слоями, пересеченными в направлении толщины. На рисунке 6 показана сеточная модель, созданная с помощью программного обеспечения. Распределение ориентации волокон в различных слоях на стороне неподвижной полуформы получено с помощью моделирования Moldflow ™, как показано на Рисунке 7.


В процессе CIM слой сдвига имеет наивысшую ориентацию, армированную волокном, параллельно направлению потока, за ним следует поверхностный слой. Наблюдается случайная ориентация волокон в центральном слое. Эти результаты подтверждают опубликованные в литературе [6, 29, 30]. На рис. 7 (а) показаны тензоры ориентации волокон скин-слоя, полученные при различных температурах поверхности полости. По мере увеличения температуры поверхности полости скорость охлаждения и замерзания скин-слоя замедляется.Это дает достаточно времени для ориентации волокон в направлении потока, а также больше времени для релаксации молекулярной ориентации. При этом условии усиливаются как сдвиг, так и растяжение, связанные с эффектом ориентации молекул. Эти факторы оказывают противоположное влияние на ориентацию волокон поверхностного слоя, и конечные результаты ориентации волокон определяются этими двумя конкурирующими эффектами. Для RHCM60 эффекты сдвига и растяжения более преобладают в ориентации волокон скин-слоя; соответственно, этот образец имеет относительно более высокую ориентацию волокон скин-слоя, чем образец CIM.С другой стороны, поскольку скорость охлаждения расплава в RHCM90 ниже, чем в RHCM60, скин-слой находится в высокоэластичном состоянии в течение более длительного периода. Эффекты сдвига и растяжения слабее, потому что градиент скорости дополнительно уменьшается в этих условиях, а внутренние волокна претерпевают определенное случайное движение, основанное на эффекте высокотемпературной релаксации ориентированных полимерных макромолекулярных цепей. Все это позволяет образцу RHCM90 иметь относительно более низкую ориентацию волокон скин-слоя, чем образец CIM.В процессе RHCM120 скорость охлаждения самая низкая, релаксация ориентированной молекулярной цепи является наиболее достаточной, а ориентация волокон скин-слоя в основном неориентирована.

На рис. 7 (б) показан тензор ориентации волокон сдвигового слоя в образцах RHCM. Можно заметить, что образец RHCM60 имеет самую высокую ориентацию волокон в слое сдвига. В процессе RHCM расплав в слое сдвига подвергается более низкому сдвиговому усилию по сравнению с тем, которое испытывается в поверхностном слое. Однако время действия сдвига больше, и внутренние волокна имеют достаточно времени для ориентации. Следовательно, степень ориентации волокон в слое сдвига относительно выше, чем в поверхностном слое. Кроме того, обратите внимание, что тензор ориентации волокон в слое сдвига резко уменьшается с повышением температуры формы. Напомним, что по мере увеличения температуры нагрева формы градиент температуры в расплаве уменьшается; это приводит к уменьшению разницы скоростей потока между слоями.После этого эффект сдвига между слоями ослабевает, особенно в образце RHCM120. На рис. 7 (в) показан тензор ориентации волокон сердцевинного слоя образцов. В целом, ориентация волокна сердцевинного слоя во всех образцах RHCM и CIM относительно невысока. По сравнению с поверхностным слоем и слоем сдвига, внутренний слой имеет равномерное распределение температуры и температуру плавления, которая может поддерживаться выше, чем температура стеклования как в процессах RHCM, так и в процессах CIM. Более того, он практически не имеет эффекта сдвига, который мог бы ударить по его волокнам, а его полимерные молекулы успевают расслабиться.Соответственно, со свободно ориентированными волокнами сердцевинный слой имеет низкую ориентацию волокон.

3.3. Влияние процесса RHCM на кристалличность в микроструктуре GFRPP

Статистические результаты кристалличности в каждом слое во всех образцах показаны на рисунке 8. Тенденция изменения внутренней кристаллизации в образце CIM такая же, как и результат исследования, полученный Salah et al. al. [31]. И кристалличность в каждом слое в образцах RHCM выше, чем в образце CIM; кроме того, кристалличность во всех слоях непрерывно увеличивается с увеличением температуры поверхности полости.В процессе RHCM, когда расплав входит в контакт с поверхностью полости, имеющей более высокую температуру, расплав испытывает диапазон температур, подходящий для кристаллизации. И широко известно, что хорошая текучесть приводит к меньшей потере давления в направлении течения расплава и усиливает последующие эффекты уплотнения и, следовательно, уменьшает свободный объем в расплаве и увеличивает плотность расплава; после этого ориентация молекулярных цепей, образованных на стадии заполнения, дополнительно усиливается во время последующей стадии упаковки, и все эти факторы способствуют кристаллизации.


Кроме того, было обнаружено, что кристалличность во всех слоях непрерывно увеличивается по мере увеличения температуры поверхности полости, сердцевинный слой имеет более высокую кристалличность, чем слой сдвига, а скин-слой имеет самую низкую кристалличность. Теплообмен между расплавом и поверхностью полости формы ослабляется из-за эффекта теплоизоляции поверхностного слоя, в то же время температура в сдвиговом слое выше, чем в поверхностном слое, и время кристаллизации относительно больше.И интенсивное поле напряжения сдвига в слое сдвига вызывает кристаллизацию, вызванную сдвигом. Таким образом, можно сделать вывод, что по мере увеличения температуры нагрева формы увеличивается как скорость кристаллизации, так и время кристаллизации, а кристалличность в слое сдвига выше, чем в поверхностном слое. Кроме того, как поверхностный слой, так и слой сдвига действуют как изолирующие слои для дальнейшего уменьшения теплообмена между поверхностью формы и внутренним слоем; внутренний слой имеет относительно более длительное и лучшее время и зону кристаллизации.Таким образом, сердцевинный слой в каждом образце имеет наивысшую степень кристалличности, за ним последовательно идут сдвиговый слой и поверхностный слой.

3.4. Влияние процесса RHCM на прочность сцепления между волокном и матрицей композитов GFRPP

Прочность межфазного сцепления определяет передачу напряжения между армирующим волокном и матрицей и признана ключевым фактором в глобальных механических характеристиках композитов [10, 12, 32, 33]. Для оценки прочности межфазного соединения композитов GFRPP при различных температурах поверхности полости пресс-формы используется тест прямого доступа к памяти [34].Кривые коэффициента демпфирования (tan δ ) показывают прочность межфазного сцепления композитов GFRPP, как показано на рисунке 9.


По мере увеличения температуры поверхности полости формы пик механических потерь в образце постепенно уменьшается, что указывает на то, что прочность связи между армирующим волокном и матрицей ПП увеличивается с повышением температуры. Это можно объяснить следующим образом: глобальная кристалличность в образце увеличивается при этом условии, что приводит к увеличению площади кристалла и уменьшению объема свободного движения молекулярной цепи; эти факторы ограничивают движение молекулярных цепей полимера.Следовательно, трение между молекулярными цепями и волокнами уменьшается, и пик механических потерь образца (tan δ ) постепенно уменьшается. Соответственно, прочность связи между волокном и матрицей постепенно увеличивается с увеличением температуры поверхности полости.

3.5. Взаимосвязь между микроструктурой и свойством растяжения

На рисунке 10 показана прочность на разрыв образцов, полученных с помощью различных процессов CIM и RHCM. Образец RHCM60 имеет самый высокий предел прочности на разрыв, который достигает 57.61 МПа; это указывает на то, что процесс RHCM эффективно улучшает свойство растяжения композитов GFRPP. Однако также обнаружено, что по мере увеличения температуры полости формы перед заполнением прочность на разрыв образца RHCM постепенно снижается, и даже прочность на разрыв образца RHCM120 ниже, чем у образца CIM. Разницу в прочности на разрыв можно проиллюстрировать микроструктурой формованных образцов.


На рисунке 11 показано сравнение микроструктуры образцов RHCM60 и CIM.Наблюдается, что толщина сдвигового слоя с высокоориентированными волокнами из RHCM60 увеличивается на 53,5% по сравнению с образцом CIM. Однако толщина поверхностного и сердцевинного слоев при относительно более низких тензорах ориентации волокон уменьшается примерно на 19,3% и 47,1% соответственно. Между тем, как кристалличность, так и ориентация волокон в каждом слое в RHCM60 выше, чем в образце CIM. Кристалличность в поверхностном, сдвиговом и внутреннем слоях увеличилась на 19,4%, 6,5% и 12%.1% соответственно. Таким образом, общая кристалличность и ориентация волокон RHCM60 в поперечном сечении выше, чем у образца CIM. Когда внешняя сила оказывает растягивающую нагрузку на образец, увеличение ориентации волокон заставляет большее количество волокон нести нагрузку, передаваемую подложкой. Увеличение кристалличности матрицы указывает на то, что площадь контакта между кристаллом и аморфными областями увеличивается; это также способствует передаче нагрузок от матрицы к волокну. Следовательно, прочность на разрыв RHCM60 выше, чем у образца CIM.

На Рисунке 12 видно, что по мере увеличения температуры полости толщина поверхностного слоя и слоев сдвига с более высокой ориентацией волокон значительно уменьшается с уменьшениями на 10,4%, 14,5% и 14,9%, 14,3% соответственно. Толщина внутреннего слоя с низкой ориентацией волокна значительно увеличивается с шагом 58,8% и 33,2%. Следовательно, когда температура поверхности полости увеличивается, общая ориентация волокна в направлении толщины образца резко снижается.Более того, кристалличность в каждом слое имеет разную степень увеличения, от 1,3% до 9,4%; общая кристалличность в образцах RHCM непрерывно увеличивается с увеличением температуры. Хотя матрица с высокой степенью кристалличности в этих условиях является предпочтительной для выдерживания большего количества приложенных нагрузок, предполагается, что эффект резкого уменьшения толщины слоя сдвига с высокой ориентацией волокон на прочность на разрыв более выражен.

3.6. Взаимосвязь между микроструктурой и блеском поверхности

Как показано на рисунке 13, процесс RHCM может эффективно и непрерывно улучшать блеск поверхности образца из 37.От 5 до 78,8 Гс при повышении температуры поверхности. Блеск поверхности образца определяется морфологией поверхности продукта.


В таблице 2 приведены результаты измерения шероховатости поверхности каждого образца. Это указывает на то, что шероховатость поверхности образца может быть эффективно улучшена за счет повышения температуры поверхности формы. В процессе RHCM, когда температура поверхности полости формы увеличивается, количество открытых поверхностных волокон уменьшается, поскольку текучесть полимера в поверхностном слое увеличивается.Расплаву полимера легче заполнить зазор, образованный между волокном и поверхностью полости, и волокно поверхностного слоя может быть хорошо обернуто полимерной матрицей, не выходя за пределы поверхностного слоя.


Шероховатость Ra ( μ м) Среднее
Образец 1 2 3 2 3 2
ЦИМ 0.944 1,042 0,668 0,636 0,895 0,837
RHCM60 0,352 0,431 0,336 0,352 0,431 0,336 0,3372 0,3372 0,212 0,189 0,216 0,206
RHCM120 0,196 0,235 0,190 0.213 0,155 0,198

На рисунке 14 показаны изображения микроповерхности образцов GFRPP, отформованных при различных температурах поверхности полости непосредственно перед заполнением. При повышении температуры можно точно воспроизвести гладкую поверхность формы; следовательно, шероховатость поверхности продукта постепенно уменьшается. Чем больше шероховатость поверхности, тем больше волнистость микроскопической поверхности продукта и сильнее рассеяние света; это означает, что блеск продукта становится меньше с увеличением шероховатости поверхности.На Фигуре 14 также показано, что увеличение блеска поверхности не является отчетливым после того, как температура поверхности достигает 90 ° C; это явление согласуется с результатами, полученными Wang et al. [33]. Они приписали эту глянцевую поверхность аморфной фазе, которая полностью покрывает все кристаллические фазы на поверхности; наконец, поверхность представляла собой чистую и однородную аморфную фазу. Однако этот вывод отличается от наблюдений других исследователей [17, 21, 31], которые указали, что поверхность образца ПП состоит как из кристаллической, так и из аморфной фазы. Другой исследователь (Ван и др. [35]) указал, что для первичного полипропилена блеск поверхности имеет иную тенденцию: вместо увеличения он имеет тенденцию к снижению по мере того, как температура поверхности полости продолжает расти после достижения 110 ° C.

Чтобы лучше понять механизм достижения наилучшего качества глянца, демонстрируемого RHCM120, технология WAXRD используется для оценки кристаллизации поверхности. Шаблоны WAXRD для RHCM90 и RHCM120 показаны на рисунке 15. Обратите внимание, что параметры ориентации этих двух образцов практически одинаковы; однако поверхностная кристалличность RHCM120 относительно выше, чем у RHCM90.Это связано с тем, что более высокая температура поверхности формы не только существенно увеличивает скорость кристаллизации поверхности продукта, но также увеличивает время кристаллизации; таким образом, кристалличность на поверхности RHCM120 относительно высока. Высокая кристалличность поверхности указывает на то, что площадь поверхности кристаллов велика, а молекулярные цепочки на поверхности расположены правильно; это может эффективно подавить рассеяние света и тем самым улучшить блеск поверхности.

Вышеприведенный анализ показывает, что, когда температура нагрева формы ниже 90 ° C, увеличение блеска поверхности образца происходит главным образом из-за уменьшения количества открытых плавающих волокон и улучшения способности воспроизводить поверхность расплава.Когда температура поверхности полости превышает 90 ° C, увеличение блеска поверхности в первую очередь объясняется увеличением кристалличности поверхности в сочетании с более высокой репликационной способностью расплава поверхности.

4. Выводы

В данном исследовании исследуется влияние температуры поверхности полости пресс-формы на свойства растяжения и блеска поверхности в 30% коротких полипропиленовых композитах, армированных стекловолокном, без линий сварки. Механизмы влияния температуры обсуждаются и выявляются с помощью моделирования сопряжения, SEM, WAXRD, прямого доступа к памяти, измерителя шероховатости и измерителя блеска поверхности. Обсуждается взаимосвязь между макроскопическими свойствами (предел прочности и блеск поверхности), микроструктурой и обработкой образцов RHCM. Основные выводы заключаются в следующем: (1) Прочность на разрыв сначала увеличивается, а затем уменьшается по мере увеличения температуры поверхности полости перед заполнением. Образец RHCM60 имеет самую высокую прочность на разрыв, за ним следуют образцы RHCM90 и CIM; Образец RHCM120 имеет самую низкую прочность на разрыв. Эти различия в основном связаны с тем, что микроструктура композитов GFRPP существенно зависит от заданной температуры поверхности полости.(2) С увеличением температуры поверхности полости перед заполнением толщина поверхностного слоя со средней ориентацией волокон вдоль направления потока непрерывно уменьшается. Толщина сдвигового слоя с сильной ориентацией волокон сначала увеличивается, а затем уменьшается, и все сдвиговые слои образцов RHCM толще, чем у образца CIM; Образец RHCM60 имеет самую большую толщину сдвигового слоя. Толщина внутреннего слоя со слабой ориентацией волокон сначала уменьшается, а затем увеличивается; Образцы RHCM120 и RHCM60 имеют самый толстый и самый тонкий сердцевинный слой соответственно.(3) Ориентация волокон каждого слоя во всех образцах демонстрирует тенденцию к увеличению, а затем к уменьшению с увеличением температуры поверхности полости. Ориентация волокон каждого слоя в образце RHCM60 выше, чем в образце CIM. Кристалличность в каждом слое во всех образцах увеличивается с увеличением температуры поверхности полости, и можно наблюдать ту же тенденцию отклонений между прочностью межфазного соединения волокна и матрицы во всех образцах и температурой поверхности полости. (4) Блеск поверхности образца увеличивается с увеличением в температуре поверхности полости формы; однако, когда температура превышает 90 ° C, тенденция роста резко замедляется.Более того, среди всех образцов кристалличность поверхности у образца RHCM120 самая высокая. Когда температура нагрева пресс-формы ниже 90 ° C, увеличение блеска поверхности в основном объясняется уменьшением количества обнаженного плавающего волокна и повышением способности воспроизводить поверхность расплава. Когда температура нагрева пресс-формы превышает 90 ° C, блеск поверхности увеличивается в основном из-за увеличения кристалличности поверхности в сочетании с высоким уровнем способности расплава воспроизводить зеркальную поверхность.

Доступность данных

В статью включены все данные, использованные для подтверждения результатов этого исследования.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации этой статьи.

Благодарности

Авторы выражают признательность за финансовую поддержку Китайскому фонду естественных наук провинции Чжэцзян (гранты LY19E050004 и LY19E050009), Национальному фонду естественных наук Китая (гранты No.51575491 и U1610112), а также Фонд китайского департамента образования провинции Чжэцзян (грант № Y201737711).

Типы, свойства, использование и информация о структуре


Полипропилен - это прочный, жесткий и кристаллический термопласт, произведенный из мономера пропена (или пропилена). Это линейная углеводородная смола. Химическая формула полипропилена (C 3 H 6 ) n . ПП - один из самых дешевых пластиков, доступных сегодня.

Молекулярная структура полипропилена

ПП принадлежит к семейству полиолефинов и входит в тройку наиболее широко используемых сегодня полимеров.Полипропилен применяется как в качестве пластика, так и в качестве волокна:

  • Автомобильная промышленность
  • Промышленное применение
  • Потребительские товары и
  • Мебельный рынок

Он имеет самую низкую плотность среди товарных пластиков.

Некоторые из основных поставщиков полипропилена:

  • A. Schulman - GAPEX®, ACCUTECH ™, POLYFORT®, Fiberfil®, FERREX® и другие
  • Borealis - Daplen ™, Bormed ™, Fibremod ™ и др.
  • ExxonMobil Chemical - ExxonMobil ™, Achieve ™
  • LyondellBasell - Adstif, Circulen, Hifax, Hostacom, Moplen и др.
  • SABIC - SABIC® PP, SABIC® Vestolen, LNP ™ THERMOCOMP ™ и др.
  • Компания RTP - ESD C, ESD A, RTP 100, RTP от 101 до 109 и более

База данных пластика позволяет фильтровать результаты поиска по свойствам (механические, электрические и т. Д.).), приложения, режим конвертации и другие размеры БЕСПЛАТНО!

Как производить полипропилен?


В наши дни полипропилен получают в результате полимеризации мономера пропена (ненасыщенное органическое соединение - химическая формула C 3 H 6 ) посредством:
  • полимеризации Циглера-Натта или
  • Металлоценовая каталитическая полимеризация


Структура мономера ПП
C 3 H 6
Полимеризация Циглера-Натта

или металлоценовый катализ

Структура полипропилена
(C 3 H 6 ) n

После полимеризации полипропилен может образовывать три основные цепные структуры в зависимости от положения метильных групп:

  • Атактическое (aPP) - Неправильное расположение метильных групп (CH 3 )
  • Изотактические (iPP) - Метильные группы (CH 3 ), расположенные на одной стороне углеродной цепи
  • Syndiotactic (sPP) - Расположение чередующихся метильных групп (CH 3 )

Полипропилен был впервые полимеризован немецким химиком Карлом Реном и итальянским химиком Джулио Натта в кристаллический изотактический полимер в 1954 году.Это открытие вскоре привело к крупномасштабному производству полипропилена, начатому в 1957 году итальянской фирмой Монтекатини.

Синдиотактический полипропилен также был впервые синтезирован Наттой и его сотрудниками.

Типы полипропилена и их преимущества


Гомополимеры и сополимеры - это два основных типа полипропилена, доступных на рынке.
  • Гомополимер полипропилена - это наиболее широко используемый тип общего назначения .Он содержит только мономер пропилена в твердой полукристаллической форме. Основные области применения включают упаковку, текстиль, здравоохранение, трубы, автомобилестроение и электротехнику.

  • Семейство полипропиленовых сополимеров далее подразделяется на статистические сополимеры и блок-сополимеры, полученные полимеризацией пропена и этана:
    1. Случайный полипропиленовый сополимер получают путем совместной полимеризации этилена и пропена. Он содержит звенья этена, обычно до 6% по массе, случайно включенные в полипропиленовые цепи.Эти полимеры гибкие и оптически прозрачные , что делает их пригодными для применений, требующих прозрачности, и для продуктов, требующих превосходного внешнего вида.

    2. В то время как в полипропиленовом блок-сополимере содержание этена больше (от 5 до 15%). Он имеет звенья сомономера, расположенные в правильном порядке (или блоках). Следовательно, регулярный рисунок делает термопласт более жестким и менее хрупким, чем случайный сополимер. Эти полимеры подходят для применений, требующих высокой прочности, например, для промышленного использования.

Полипропилен, ударный сополимер
- Гомополимер пропилена, содержащий смешанную фазу статистического сополимера пропилена с содержанием этилена 45-65%, относится к ударному сополимеру PP. Это полезно в деталях, требующих хорошей ударопрочности. Ударные сополимеры в основном используются в производстве упаковки, посуды, пленки и труб, а также в автомобильном и электротехническом сегментах.

Вспененный полипропилен - это гранулированная пена с закрытыми порами и сверхнизкой плотностью. EPP используется для производства трехмерных изделий из вспененного полимера. Пенопласт из пенополистирола имеет более высокое соотношение прочности и веса, отличную ударопрочность, теплоизоляцию, химическую и водостойкость. EPP используется в различных приложениях: от автомобилей до упаковки, от строительных товаров до товаров народного потребления и т. Д.

Полипропиленовый тройной сополимер - он состоит из пропиленовых сегментов, соединенных мономерами этиленом и бутаном (сомономер), которые случайным образом появляются по всей полимерной цепи. Тройной сополимер ПП имеет лучшую прозрачность , чем гомо ПП. Кроме того, включение сомономеров снижает кристаллическую однородность полимера, что делает его пригодным для применения в герметизирующих пленках.

Полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS PP) - это длинноцепочечный разветвленный материал, сочетающий в себе высокую прочность расплава и растяжимость в фазе расплава. PP Марки HMS обладают широким диапазоном механических свойств, высокой термостойкостью, хорошей химической стойкостью.HMS PP широко используется для производства мягких пен с низкой плотностью для упаковки пищевых продуктов, а также в автомобильной и строительной промышленности.

Гомополимер ПП против сополимера - Как выбрать между ними?


Гомополимер ПП Сополимер ПП
  • Высокое соотношение прочности и веса, жестче и прочнее, чем сополимер
  • Хорошая химическая стойкость и свариваемость
  • Хорошая технологичность
  • Хорошая ударопрочность
  • Хорошая жесткость
  • Допускается контакт с пищевыми продуктами
  • Подходит для коррозионностойких конструкций
  • Немного мягче, но имеет лучшую ударную вязкость; прочнее и долговечнее гомополимера
  • Лучшая стойкость к растрескиванию под напряжением и низкотемпературная вязкость
  • Высокая технологичность
  • Высокая ударопрочность
  • Высокая вязкость
  • Не рекомендуется для приложений, контактирующих с пищевыми продуктами.

Потенциальные области применения гомополимера ПП и сополимера ПП практически идентичны


Это из-за того, что являются общедоступными объектами .В результате выбор между этими двумя материалами часто делается на основе нетехнических критериев.

Интересные свойства материала полипропилена


Всегда полезно заранее сохранить информацию о свойствах термопласта. Это помогает выбрать подходящий термопласт для применения. Это также помогает оценить, будет ли выполнено требование конечного использования или нет. Вот некоторые ключевые свойства и преимущества полипропилена:
  1. Точка плавления полипропилена - Точка плавления полипропилена варьируется.
    • Гомополимер: 160 - 165 ° C
    • Сополимер: 135 - 159 ° C

  2. Плотность полипропилена - ПП - один из самых легких полимеров среди всех товарных пластиков. Эта особенность делает его подходящим вариантом для легких и экономичных приложений.
    • Гомополимер: 0,904 - 0,908 г / см 3
    • Случайный сополимер: 0,904 - 0,908 г / см 3
    • Ударный сополимер: 0,898 - 0,900 г / см 3

  3. Химическая стойкость полипропилена
    • Отличная стойкость к разбавленным и концентрированным кислотам, спиртам и щелочам
    • Хорошая стойкость к альдегидам, сложным эфирам, алифатическим углеводородам, кетонам
    • Ограниченная устойчивость к ароматическим и галогенированным углеводородам и окислителям

  4. Воспламеняемость: Полипропилен - легковоспламеняющийся материал

  5. PP сохраняет механические и электрические свойства при повышенных температурах, во влажных условиях и при погружении в воду.Это водоотталкивающий пластик

  6. ПП обладает хорошей стойкостью к растрескиванию под воздействием окружающей среды

  7. Чувствителен к атакам микробов, таких как бактерии и плесень

  8. Обладает хорошей устойчивостью к стерилизации паром

Узнайте больше обо всех свойствах полипропилена и их значениях - от механических и электрических до химических свойств; и сделайте правильный выбор для вашего приложения.

Как добавки помогают улучшить свойства полипропилена?


Полимерные добавки, такие как осветлители, антипирены, стекловолокно, минералы, проводящие наполнители, смазочные материалы, пигменты и многие другие добавки, могут дополнительно улучшить физические и / или механические свойства полипропилена. Например:
ПП имеет плохую стойкость к УФ-излучению, поэтому такие добавки, как затрудненные амины, обеспечивают световую стабилизацию и увеличивают срок службы по сравнению с немодифицированным полипропиленом.

Далее, наполнители (глины, тальк, карбонат кальция ...) и армирующие элементы (стекловолокно, углеродное волокно ...) добавляются для достижения важных свойств, связанных с обработкой и конечной обработкой. использовать приложение.

Разработка и использование новых добавок, новейших процессов полимеризации, а также растворов для смешивания значительно улучшают характеристики полипропилена. Следовательно, сегодня полипропилен не рассматривается как дешевое решение, а в гораздо большей степени рассматривается как высокоэффективный материал, конкурирующий с традиционными инженерными пластиками и, иногда, с металлическими предметами (например, сортами полипропилена, армированными длинным стекловолокном).

Недостатки полипропилена


  • Плохая устойчивость к УФ-излучению, ударам и царапинам
  • Хрупкость ниже -20 ° C
  • Нижняя верхняя рабочая температура, 90-120 ° C
  • Атакует сильно окисляющих кислот, быстро набухает в хлорированных растворителях и ароматических соединениях
  • На устойчивость к тепловому старению отрицательно влияет контакт с металлами
  • Изменения размеров после формования из-за эффектов кристалличности - эту проблему можно решить с помощью зародышеобразователей »Смотреть видео
  • Плохая адгезия к краске

Основные области применения полипропилена


Полипропилен широко используется в различных сферах из-за его хорошей химической стойкости и свариваемости. Некоторые распространенные применения полипропилена включают:
  1. Применение в упаковке: Хорошие барьерные свойства, высокая прочность, хорошее качество поверхности и низкая стоимость делают полипропилен идеальным для нескольких упаковочных приложений.
    1. Гибкая упаковка: Пленки из полипропилена обладают превосходной оптической прозрачностью и низким пропусканием влаги и паров, что делает их пригодными для использования в упаковке пищевых продуктов. Другие рынки: термоусадочная пленка, пленки для электронной промышленности, приложения для полиграфии, одноразовые вкладки и застежки для подгузников и т. Д.Пленка PP доступна в виде литой пленки или двухосно ориентированного полипропилена (BOPP).
    2. Жесткая упаковка: Полипропилен формован с раздувом для производства ящиков, бутылок и горшков. Тонкостенные контейнеры из полипропилена обычно используются для упаковки пищевых продуктов.


  2. Потребительские товары: Полипропилен используется в нескольких предметах домашнего обихода и потребительских товарах, включая полупрозрачные детали, предметы домашнего обихода, мебель, бытовую технику, багаж, игрушки и т. Д.

  3. Применение в автомобильной промышленности: Благодаря низкой стоимости, выдающимся механическим свойствам и формуемости полипропилен широко используется в автомобильных деталях.Основные области применения: ящики и поддоны аккумуляторных батарей, бамперы, облицовки крыльев, внутренняя отделка, приборные панели и дверные обшивки. Другие ключевые особенности автомобильных применений PP включают низкий коэффициент линейного теплового расширения и удельный вес, высокую химическую стойкость и хорошую устойчивость к атмосферным воздействиям, технологичность и баланс удара / жесткости.

  4. »Следите за всем, что происходит на автомобильном рынке

  5. Волокна и ткани: В рыночном сегменте, известном как волокна и ткани, используется большой объем полипропилена. ПП волокно используется во множестве применений, включая рафию / щелевую пленку, ленту, обвязку, объемную непрерывную нить, штапельное волокно, прядение и непрерывную нить. Канат и шпагат из полипропилена очень прочны и устойчивы к влаге, поэтому подходят для морского применения.

  6. Применение в медицине: Полипропилен используется в различных медицинских целях из-за высокой химической и бактериальной устойчивости. Кроме того, медицинский полипропилен PP демонстрирует хорошую стойкость к стерилизации паром.Одноразовые шприцы - это наиболее распространенное медицинское применение полипропилена. Другие области применения включают медицинские флаконы, диагностические устройства, чашки Петри, флаконы для внутривенного введения, флаконы для образцов, лотки для пищевых продуктов, сковороды, контейнеры для таблеток и т. Д.

  7. »Следите за последними обновлениями в медицинской отрасли

  8. Промышленное применение: Полипропиленовые листы широко используются в промышленном секторе для производства емкостей для кислоты и химикатов, листов, труб, возвратной транспортной упаковки (RTP) и т. Д.благодаря своим свойствам, таким как высокая прочность на разрыв, устойчивость к высоким температурам и коррозионная стойкость.


Полезность полипропиленовых пленок


Пленка на сегодняшний день является одним из ведущих материалов, используемых для гибкой упаковки, а также для промышленного применения. Две важные формы полипропиленовых пленок включают:

Литая полипропиленовая пленка


Литой полипропилен, широко известный как СРР, широко известен своей универсальностью.
  • Супер стойкость к разрывам и проколам
  • Более высокая прозрачность и лучшая термостойкость при высоких температурах.
  • Превосходный барьер для влаги и атмосферных явлений
  • Высокая проницаемость для водяного пара

Биаксиально ориентированная полипропиленовая пленка


Биаксиально ориентированная полипропиленовая пленка (БОПП) растягивается как в поперечном, так и в продольном направлениях, обеспечивая ориентацию молекулярных цепей в двух направлениях.
  • Ориентация увеличивает прочность на разрыв и жесткость
  • Хорошая стойкость к проколу и растрескиванию при изгибе в широком диапазоне температур
  • Обладают отличным блеском и высокой прозрачностью, могут быть глянцевыми, прозрачными, непрозрачными, матовыми или металлизированными.
  • Эффективный барьер против кислорода и влаги

PP vs.PE - Выбор подходящего полимера


Хотя полиэтилен и полипропилен схожи по физическим свойствам, вот ключевые моменты, которые следует учитывать при выборе полимера, подходящего для ваших нужд.
Полипропилен Полиэтилен
  • Мономер полипропилена пропилен
  • Может быть оптически прозрачным
  • Легче
  • PP обладает высокой стойкостью к растрескиванию, воздействию кислот, органических растворителей и электролитов.
  • Обладает высокой температурой плавления и хорошими диэлектрическими свойствами
  • PP нетоксичен
  • Более жесткий и устойчивый к химическим веществам и органическим растворителям по сравнению с полиэтиленом.
  • ПП жестче полиэтилена
  • Мономер полиэтилена - этилен
  • Полиэтилен можно сделать только полупрозрачным, как кувшин для молока
  • Его физические свойства позволяют ему лучше выдерживать низкие температуры, особенно при использовании в качестве знаков.
  • Хороший электроизолятор
  • PE обеспечивает хорошее сопротивление трекингу
  • Полиэтилен прочнее полипропилена
»Посмотреть все товарные марки ПП »Посмотреть все товарные марки полиэтилена

Условия переработки полипропилена


Полипропилен можно перерабатывать практически всеми способами.Наиболее типичные методы обработки включают: литье под давлением , экструзию, выдувное формование и универсальную экструзию.
  1. Литье под давлением
    • Температура расплава: 200-300 ° C
    • Температура формы: 10-80 ° C
    • При правильном хранении сушка не требуется
    • Высокая температура формы улучшает блеск и внешний вид детали
    • Усадка формы составляет от 1,5 до 3%, в зависимости от условий обработки, реологии полимера и толщины готовой детали

  2. Экструзия (трубы, экструзионные и литые пленки, кабели и т. Д.)
    • Температура плавления: 200-300 ° C
    • Степень сжатия: 3: 1
    • Температура цилиндра: 180-205 ° C
    • Предварительная сушка: Нет, 3 часа при 105-110 ° C (221-230 ° F) для доизмельчения

  3. Выдувное формование
  4. Компрессионное формование
  5. Ротационное формование
  6. Литье под давлением с раздувом
  7. Экструзионно-выдувное формование
  8. Литье под давлением с раздувом и вытяжкой
  9. Универсальная экструзия

Вспененный полипропилен (EPP) может быть отформован в специальном процессе.Являясь идеальным материалом для процесса литья под давлением, он в основном используется для серийного и непрерывного производства.

3D-печать из полипропилена


Как прочный, устойчивый к усталости и долговечный полимер, полипропилен идеально подходит для применений с низкой прочностью. Из-за его полукристаллической структуры и сильного коробления в настоящее время трудно использовать полипропилен для процессов 3D-печати .

Сегодня несколько производителей оптимизировали свойства полипропилена или даже создали смеси с улучшенной прочностью, что делает его пригодным для применения в 3D-печати.Следовательно, рекомендуется тщательно обращаться к документации, предоставленной поставщиком для определения температуры печати, печатного стола и т. Д., В то время как 3D-печать с полипропиленом ... Посмотреть все марки PP, подходящие для 3D-печати

Полипропилен подходит для:

  • Сложные модели
  • Прототипы
  • Небольшая серия компонентов и
  • Функциональные модели


(Источник: FormFutura)

Токсичен ли полипропилен? Как утилизировать ПП?


Все пластмассы имеют «Идентификационный код смолы / Код вторичной переработки пластмасс», основанный на типе используемой смолы.Идентификационный код смолы PP - 5 .
ПП на 100% пригоден для вторичной переработки . Корпуса автомобильных аккумуляторов, сигнальные лампы, аккумуляторные кабели, щетки, скребки для льда и т. Д. - вот несколько примеров, которые могут быть изготовлены из переработанного полипропилена (RPP).

Процесс переработки полипропилена в основном включает плавление пластиковых отходов до 250 ° C для удаления загрязнений с последующим удалением остаточных молекул в вакууме и отверждением при температуре около 140 ° C. Этот переработанный полипропилен можно смешивать с первичным полипропиленом в количестве до 50%.Основная проблема при переработке полипропилена связана с его потребляемым количеством - в настоящее время перерабатывается около 1% бутылок из полипропилена по сравнению с 98% переработкой бутылок из полиэтилена и полиэтилена высокой плотности вместе.

Использование полипропилена считается безопасным, поскольку он не оказывает заметного воздействия с точки зрения охраны труда и техники безопасности с точки зрения химической токсичности.

Коммерчески доступный полипропилен (ПП) марок



Свойства полипропилена и их значения


Недвижимость Значение
Стабильность размеров
Коэффициент линейного теплового расширения 6-17 x 10 -5 / ° C
Усадка 1-3%
Водопоглощение 24 часа 0. 01 - 0,1%
Электрические характеристики
Сопротивление дуги 135 - 180 сек
Диэлектрическая проницаемость 2,3
Диэлектрическая прочность 20-28 кВ / мм
Коэффициент рассеяния 3-5 x 10 -4
Объемное сопротивление 16-18 x 10 15 Ом.см
Пожарные характеристики
Огнестойкость (LOI) 17–18%
Воспламеняемость UL94 HB
Механические свойства
Удлинение при разрыве 150-600%
Гибкость (модуль упругости) 1.2 - 1,6 ГПа
Твердость по Роквеллу M 1–30
Твердость по Шору D 70 - 83
Жесткость (модуль упругости при изгибе) 1,2 - 1,6 ГПа
Прочность на разрыв (растяжение) 20-40 МПа
Предел текучести (при растяжении) 35-40 МПа
Вязкость (удар по Изоду с надрезом при комнатной температуре) 20-60 Дж / м
Вязкость при низкой температуре (удар по Изоду с надрезом при низкой температуре) 27-107 Дж / м
Модуль Юнга 1.1 - 1,6 ГПа
Оптические свойства
Глянец 75 - 90%
дымка 11%
Прозрачность (% пропускания видимого света) 85 - 90%
Физические свойства
Плотность 0,9 - 0,91 г / см 3
Температура стеклования -10 ° С
Радиационная стойкость
Устойчивость к гамма-излучению Плохо
Устойчивость к ультрафиолетовому излучению Ярмарка
Рабочая температура
Температура перехода из пластичного в хрупкое состояние от -20 до -10 ° C
HDT @ 0. 46 МПа (67 фунтов на кв. Дюйм) 100 - 120 ° С
HDT @ 1,8 МПа (264 фунт / кв. Дюйм) 50-60 ° С
Максимальная температура непрерывной эксплуатации 100 - 130 ° С
Мин. Непрерывная рабочая температура от -20 до -10 ° C
Прочие
Устойчивость к стерилизации (повторная) Плохо
Теплоизоляция (теплопроводность) 0.15 - 0,21 Вт / м. К
Химическая стойкость
Ацетон @ 100%, 20 ° C Удовлетворительно
Гидроксид аммония, 30% при 20 ° C
Гидроксид аммония, разбавленный при 20 ° C Удовлетворительно
Ароматические углеводороды при 20 ° C Неудовлетворительно
Ароматические углеводороды в жарких условиях
Бензол, 100% при 20 ° C Limited
Бутилацетат, 100% при 20 ° C
Бутилацетат, 100% при 60 ° C Неудовлетворительно
Хлорированные растворители при 20 ° C
Хлороформ при 20 ° C Limited
Диоктилфталат, 100% при 20 ° C Удовлетворительно
Диоктилфталат, 100% при 60 ° C Limited
Этанол, 96% при 20 ° C Удовлетворительно
Этиленгликоль (этандиол), 100% при 100 ° C
Этиленгликоль (этандиол), 100% при 20 ° C
Этиленгликоль (этандиол), 100% при 50 ° C
Глицерин, 100% при 20 ° C
Перекись водорода @ 30%, 60 ° C Limited
Керосин при 20 ° C
Метанол, 100% при 20 ° C Удовлетворительно
Метилэтилкетон, 100% при 20 ° C
Минеральное масло при 20 ° C Удовлетворительно
Фенол при 20 ° C
Силиконовое масло при 20 ° C Удовлетворительно
Натрия гидроксид, 40%
Гидроксид натрия, 10% при 20 ° C Удовлетворительно
Гидроксид натрия, 10% при 60 ° C Удовлетворительно
Гипохлорит натрия, 20% при 20 ° C
Сильные кислоты, концентрированные при 20 ° C Удовлетворительно
Толуол при 20 ° C Limited
Толуол при 60 ° C Неудовлетворительно
Ксилол при 20 ° C

Максимальная температура непрерывной эксплуатации - свойства пластика

Название полимера Мин. Значение (° C) Макс.значение (° C)
ABS - Акрилонитрилбутадиенстирол
86.0 89,0
Огнестойкий ABS
65,0 95,0
ABS High Heat 75,0 110,0
АБС ударопрочный 65,0 100,0
Смесь АБС / ПК - Смесь акрилонитрилбутадиенстирола / поликарбоната
70,0 110,0
Смесь АБС / ПК, 20% стекловолокна 70,0 110.0
ABS / PC огнестойкий
70,0 110,0
ASA - Акрилонитрилстиролакрилат
80,0 90,0
Смесь ASA / PC - Смесь акрилонитрил-стиролакрилата / поликарбоната
90,0 110,0
ASA / PC огнестойкий 90,0 110,0
Смесь ASA / PVC - Смесь акрилонитрил-стиролакрилата / поливинилхлорида 80.0 90,0
CA - Ацетат целлюлозы
45,0 95,0
CAB - бутират ацетата целлюлозы
60,0 105,0
CP - пропионат целлюлозы 60,0 105,0
ХПВХ - хлорированный поливинилхлорид
80,0 100,0
ECTFE - Этиленхлортрифторэтилен 140.0 150,0
ETFE - этилентетрафторэтилен
140,0 155,0
EVA - этиленвинилацетат
45,0 70,0
EVOH - Этиленвиниловый спирт
80,0 100,0
FEP - фторированный этиленпропилен
205,0 205,0
HDPE - полиэтилен высокой плотности
100. 0 120,0
HIPS - ударопрочный полистирол
60,0 80,0
HIPS огнестойкий V0 60,0 80,0
Иономер (сополимер этилена и метилакрилата)
34,0 48,0
LCP - Жидкокристаллический полимер
200,0 240,0
LCP, армированный углеродным волокном 200.0 240,0
LCP Армированный стекловолокном 200,0 240,0
LCP Минеральное наполнение 200,0 240,0
LDPE - полиэтилен низкой плотности
80,0 100,0
LLDPE - линейный полиэтилен низкой плотности
90,0 110,0
MABS - Акрилонитрилбутадиенстирол прозрачный 75.0 80,0
PA 46 - Полиамид 46
110,0 150,0
PA 46, 30% стекловолокно 130,0 160,0
PA 6 - Полиамид 6
80,0 120,0
PA 6-10 - Полиамид 6-10
80,0 150,0
PA 66 - Полиамид 6-6
80,0 140,0
PA 66, 30% стекловолокно 100.0 150,0
PA 66, 30% Минеральное наполнение 120,0 140,0
PA 66, ударно-модифицированный, 15-30% стекловолокна 110,0 140,0
PA 66, модифицированный при ударе
80,0 130,0
Полиамид полуароматический 88,0 135,0
PAI - Полиамид-имид
220,0 280.0
PAI, 30% стекловолокно 220,0 220,0
PAI, низкое трение 220,0 220,0
PAR - Полиарилат
130,0 130,0
PBT - полибутилентерефталат
80,0 140,0
PBT, 30% стекловолокно 80,0 140,0
ПК (поликарбонат) 20-40% стекловолокно 90. 0 125,0
ПК (поликарбонат) 20-40% стекловолокно огнестойкое 90,0 125,0
PC - Поликарбонат, жаростойкий
100,0 140,0
Смесь ПК / ПБТ - Смесь поликарбоната / полибутилентерефталата
60,0 121,0
Смесь ПК / ПБТ со стеклянным наполнением 121,0 193,0
PCL - поликапролактон
45.0 45,0
PCTFE - Полимонохлортрифторэтилен
150,0 175,0
PE - Полиэтилен 30% стекловолокно
100,0 130,0
PEEK - Полиэфирэфиркетон
154,0 260,0
PEEK, армированный 30% углеродным волокном 240,0
PEEK, армированный стекловолокном, 30% 240.0
PEI - Полиэфиримид
170,0 170,0
PEI, 30% армированный стекловолокном 170,0 170,0
PEI, минеральное наполнение
170,0 170,0
PESU - Полиэфирсульфон
175,0 180,0
PESU 10-30% стекловолокно 180,0 180,0
ПЭТ - полиэтилентерефталат
80.0 140,0
ПЭТ, 30% армированный стекловолокном 100,0 140,0
ПЭТ, 30/35% армированный стекловолокном, модифицированный при ударе 80,0 140,0
PETG - полиэтилентерефталат гликоль
63,0 63,0
PFA - перфторалкокси
240,0 260,0
PHB - V (5% валерат)
95. 0 95,0
PI - Полиимид
260,0 360,0
PMMA - Полиметилметакрилат / акрил
70,0 90,0
PMMA (Акрил) High Heat 100,0 150,0
ПММА (акрил) с модифицированным ударным воздействием
70,0 90,0
PMP - Полиметилпентен
90,0 110.0
PMP, армированный 30% стекловолокном 90,0 110,0
PMP Минеральное наполнение 90,0 110,0
ПОМ - Полиоксиметилен (Ацеталь)
80,0 105,0
ПОМ (Ацеталь) с модифицированным ударным воздействием
80,0 100,0
ПОМ (Ацеталь) с низким коэффициентом трения 80,0 105,0
ПОМ (Ацеталь) Минеральное наполнение
80.0 105,0
PP - полипропилен 10-20% стекловолокно
100,0 130,0
ПП, 10-40% минерального наполнителя 100,0 130,0
ПП, наполненный тальком 10-40% 100,0 130,0
PP, 30-40% армированный стекловолокном 100,0 130,0
Сополимер PP (полипропилен)
100.0 130,0
Гомополимер PP (полипропилен)
100,0 130,0
ПП, модифицированный при ударе
90,0 115,0
PPA - полифталамид
140,0 140,0
PPA, 30% минеральное наполнение 154,0 156,0
PPA, 33% армированный стекловолокном 184,0 186. 0
PPA, 45% армированный стекловолокном 184,0 186,0
PPE - Полифениленовый эфир
80,0 110,0
СИЗ, 30% армированные стекловолокном 80,0 110,0
СИЗ, огнестойкий 80,0 110,0
СИЗ, модифицированные при ударе 80,0 110,0
СИЗ с минеральным наполнителем 80.0 110,0
PPS - полифениленсульфид
200,0 220,0
PPS, армированный стекловолокном на 20-30% 200,0 220,0
PPS, армированный 40% стекловолокном 200,0 220,0
PPS, проводящий 200,0 220,0
PPS, стекловолокно и минеральное наполнение 200.0 220,0
PPSU - полифениленсульфон
149,0 210,0
ПС (полистирол) 30% стекловолокно 75,0 122,0
ПС (Полистирол) Кристалл 65,0 80,0
PS, высокая температура 75,0 90,0
PSU - полисульфон
150,0 180,0
PSU, 30% стекловолокно, усиленное тонким слоем 150.0 180,0
PSU Минеральное наполнение 150,0 150,0
PTFE - политетрафторэтилен
260,0 290,0
ПТФЭ, армированный стекловолокном на 25% 260,0 260,0
ПВХ (поливинилхлорид), армированный 20% стекловолокном
50,0 80,0
ПВХ, пластифицированный
50. 0 80,0
ПВХ, пластифицированный наполнитель 50,0 80,0
ПВХ жесткий
50,0 80,0
ПВДХ - поливинилиденхлорид
70,0 90,0
PVDF - поливинилиденфторид
70,0 150,0
SAN - Стиролакрилонитрил
65,0 95.0
SAN, армированный стекловолокном на 20% 65,0 95,0
SMA - малеиновый ангидрид стирола
75,0 100,0
SMA, армированный стекловолокном на 20% 75,0 100,0
SMA, огнестойкий V0 75,0 100,0
SMMA - метилметакрилат стирола
94,0 100.0
UHMWPE - сверхвысокомолекулярный полиэтилен
110,0 130,0
XLPE - сшитый полиэтилен
67,0 82,0

Полипропилен: свойства, обработка и применение

Этот универсальный термопластичный полимер вызвал удивление, когда он появился на сцене в 1950-х годах. Ученые-нефтяники Хоган и Бэнкс, а также европейские ученые Рен и Натта были ответственны за его быстрое развитие, и он быстро стал коммерчески доступным.

С тех пор полипропилен (PP) пользуется огромной популярностью и в настоящее время является вторым по распространенности синтетическим пластиком в мире, уступая только полиэтилену (PE). Вы можете найти полипропилен в упаковке, электромонтажных работах, оборудовании, бытовой технике и строительных работах, среди прочего.

Инвесторы предполагают, что мировой спрос на полипропилен превысит 60 миллионов метрических тонн в 2020 году, при этом на Азию будет приходиться половина мировых мощностей полипропилена, за которыми следуют Европа, Ближний Восток и Африка, Северная Америка и Латинская Америка в этом порядке. Согласно новому исследованию, прогнозируется совокупный годовой темп роста (CAGR) мирового рынка полипропиленовых труб на уровне 3,9%, который к 2024 году достигнет 13,9 млрд долларов.

Здесь вы узнаете о:

  • Физико-химические свойства полипропилена
  • Различные виды полипропилена
  • Как производят и обрабатывают полипропилен
  • Различные области применения полипропилена

Физические и химические свойства

Полипропилен - линейный углеводородный полимер.Это полужесткий и насыщенный материал, также известный как полиолефин. Будучи одним из самых универсальных полимерных материалов, полипропилен доступен как в виде волокна, так и в виде пластика.

Белый и полупрозрачный на вид полипропилен представляет собой универсальный термопласт, обладающий высокой прочностью и легкостью. Он имеет низкую плотность, скользкую поверхность и низкий коэффициент трения. Он также обладает отличной устойчивостью к теплу, электричеству, усталости, химическим веществам и органическим растворителям. Растрескивание под напряжением не является проблемой для полипропилена, поскольку он также обладает хорошей устойчивостью к коррозии.

Вот список физических и химических свойств полипропилена. Обратите внимание на высокое электрическое сопротивление и низкий коэффициент теплового расширения, которые придают полипропилену исключительную стойкость и устойчивость к воздействию тепла и электричества.

Кроме того, несмотря на свой легкий вес, полипропилен способен выдерживать высокие нагрузки благодаря своей хорошей прочности на разрыв. Он прочный, устойчивый к биологическим факторам, дает возможность окрашивать и имеет относительно низкую стоимость, что привело к его распространению в различных областях применения.

Применение полиэтиленовых катализаторов и технологий для пропиленового газа позволяет полипропилену кристаллизоваться. Его также можно сополимеризовать (обычно с этиленом) для улучшения свойств материала, таких как прочность и гибкость.

Как и другие термопластические материалы, полипропилен по определению подлежит вторичной переработке, поскольку новые продукты можно производить путем плавления и преобразования полипропилена в пластиковые гранулы.

Виды полипропилена

Полипропилен может производиться гибко для решения определенных задач: основными формами на рынке являются гомополимеров , блок-сополимеров и статистических сополимеров .

Вот обзор материалов для полипропилена, описывающий определенные аспекты каждого типа полимера или комбинации полимеров.

Материал

Описание и преимущества

Гомополимер ПП

Это самая распространенная марка полипропилена общего назначения. Он полукристаллический, твердый, содержит только мономеры полипропилена и подходит для широкого спектра применений, от пластиковой упаковки до автомобилестроения и здравоохранения.

Блок-сополимер ПП

Этиленсодержащие сомономеры (5–15% этилена) расположены в виде регулярных структур, называемых блоками. Это прочный и прочный материал с высокой ударопрочностью, подходящий для промышленных высокопрочных применений.

Статистический сополимер ПП

Этиленсодержащие сомономеры (1–7% этилена) расположены неравномерно по всей молекуле полипропилена.Он обладает высокой гибкостью и оптической прозрачностью, подходит для применений с оптической прозрачностью и требованиями к хорошему внешнему виду.

Ударный сополимер ПП

Это гомополимер ПП с смешанной фазой статистического сополимера ПП, содержащей от 45 до 65% этилена. Обладая высокой ударопрочностью, он подходит для упаковки, изготовления труб и автомобилей.

тройной сополимер ПП

Это комбинация пропиленовых сегментов и случайно расположенных мономеров этилена и бутана. Он имеет высокую оптическую прозрачность и низкую кристаллическую однородность и является подходящим материалом для герметизации пленок.

ПП с высокой прочностью расплава (HMS PP)

Длинноцепочечный полипропилен с разветвленной цепью, обладающий высокой прочностью расплава и растяжимостью. Этот полимер обладает широким диапазоном механических свойств, а также высокими термическими и химическими свойствами, что делает его пригодным для использования в качестве пен с низкой плотностью для различных применений.

Вспененный полипропилен (EPP)

Это универсальный пенопласт с закрытыми порами и низкой плотностью.Он демонстрирует отличительные свойства, такие как высокая ударопрочность, поглощение энергии, теплоизоляция и высокое отношение прочности к весу. Он также используется во многих отраслях промышленности, таких как автомобилестроение, строительство и упаковка.

Производство и переработка полипропилена

Двумя наиболее распространенными способами производства полипропилена являются наливной суспензии или в газовой фазе . В обоих случаях пропилен, мономер, подвергается воздействию давления, высоких температур и катализатора.

Массовая суспензия обработка облегчает полимеризацию за счет добавления жидкого пропилена в реактор. Этот метод успешно производит гомополимеры и блок-сополимеры.

Для газофазной обработки газообразный пропилен помещается с твердым катализатором внутрь петлевого реактора, образуя псевдоожиженный слой. Статистические сополимеры требуют использования газофазного реактора.

Полипропилен является универсальным полимером, поэтому его можно применять в различных производственных технологиях.К ним относятся литье под давлением, выдувное формование, экструзия и экструзия общего назначения.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *