Полипропиленовое отопление: Монтаж системы отопления из полипропиленовых труб своими руками

Содержание

Монтаж отопления из полипропиленовых труб по низкой цене

Компания ООО «Тепло-техника» оказывает услуги по осуществлению монтажа отопления и водопровода полипропиленовыми трубами по выгодной цене за работу — стоимость можно узнать на сайте. Обращаясь к нам, положитесь на качественный результат, который сможет удовлетворить все ожидания. Профессионалы, работающие в нашей компании, произведут установку максимально качественно, потратив на это небольшое количество времени.

Чтобы обеспечить себе комфортное проживание в квартире или частном доме, необходимо позаботиться об оптимальном функционировании всех коммуникаций. Надежные трубопроводы, которые со временем не деформируются и не подвергнутся никакому влиянию агрессивной среды являются необходимостью для каждого, кто мечтает об уюте и удобстве.

В последнее время полимеры занимают лидирующие позиции среди материалов, из которых изготавливают элементы отопительной системы. Они имеют много плюсов, однако их закрепление требуют определенного опыта и квалификации.

Именно поэтому лучше всего доверить все нашей компании: цены и качество работ Вас приятно удивят.

Преимущества монтажа труб из полипропилена

  • Легкость. Благодаря небольшому весу данного стройматериала, производить работы с ним достаточно просто. Помимо этого, использование таких труб в значительной мере облегчает нагрузку несущих конструкций.
  • Долговечность. Можете быть уверены, что системы прослужат Вам не менее пятидесяти лет. При транспортировке горячей воды срок службы составит от тридцати до сорока лет.
  • Неподверженность влиянию агрессивной среды влаги. Можете не сомневаться в том, что в диаметре такие трубы останутся одинаковыми даже спустя большое количество времени. Их гладкая внутренняя поверхность препятствует образованию наростов из солей на стенках.
  • Низкая стоимость.
  • Защита от воздействия низких температур.
  • Звукоизоляция. Это достоинство делает работу системы отопления практически бесшумной. Вы можете не сомневаться в том, что текущая вода или гидроудары не смогут доставлять Вам какие-то неудобства.
  • Эстетичный внешний вид.

Монтаж профессионалами – гарантия долговечности


Несмотря на то, что на первый взгляд установка этих элементов кажется довольно простой, справиться самостоятельно с ней не получится. Данный вид работ требует предельной внимательности, опыта и аккуратности, поэтому лучше всего поручить его квалифицированным специалистам.

Первым делом понадобится определить рабочее давление, температуру транспортной среды, прорисовать оптимальную схему разводки. Работники нашей компании имеют достаточный опыт и навыки, которые помогут им справится со всеми этапами монтажа.

Выбирайте надежность и уверенность

Чтобы оставить заявку, воспользуйтесь формой обратной связи на сайте или позвоните по номеру +7 (473) 230–56–79. Вы сможете задать свои вопросы, получить грамотную консультацию и уточнить стоимость проведения работ.

Почему ООО «Тепло-техника»

  • Доверяя нашей компании, Вы можете рассчитывать на помощь настоящих профессионалов. На протяжении многих лет они успешно справляются с самыми сложными задачами, постоянно подтверждая свою квалификацию и компетентность.
  • Сотрудничество с известными и хорошо зарекомендовавшими себя компаниями-поставщиками как российскими, так и зарубежными позволило нам закупать только оригинальные и качественные детали и комплектующие, что положительно сказывается на их долговечности.
  • На все виды проделанных работ мы предоставляем двухгодовую гарантию.
  • По договоренности окажем услуги в наиболее удобное для Вас время или произведем работы на выезде.
  • Стоимость работ по монтажу отопления или водопровода трубами из полипропилена в нашей компании одна из самых выгодных в Воронеже, ознакомиться с примерными расценками Вы можете в соответствующем разделе на сайте.

Обратитесь в нашу компанию и убедитесь в качестве оказанных услуг.

Примеры наших работ

Расценки на монтаж водопровода из полипропиленовых труб

Вид работ 
(в комплексе)
ПоясненияСтоимость работ (руб)
Установкадо D 32150
Монтаж точкиВывод холодной или горячей воды450
Установка крана декоративного для сантехприборов350
Монтаж трубопровода водоснабженияДо D 32150
Водонагреватель электрический до 100 л2500
Погружной насос 5000-8500
Автоматикаот 3000
СмесительСюда не входит: установка закладных элементов под тропический и гигиенический душ,от 3500
а так же декоративной панели на финишную отделку  
Монтаж водоподготовкидоговорная
Анализ воды4000-5000
5000

Дополнительные услуги

Использование полипропиленовых труб и фитингов в системе отопления (горячего водоснабжения) частного дома

Использование полипропиленовых труб при монтаже водяной системы отопления частного дома наиболее типичный случай рассказать, на что надо обратить внимание при проведении этой работы.

Что такое система отопления в индивидуальном доме? Это совокупность котлов, радиаторов, расширительного бака, приборов визуального контроля и вспомогательных устройств (элементов), соединенных между собой трубопроводами и фитингами.

Первое в обустройстве системы отопления – это проект 

Проект системы отопления индивидуального дома разрабатывается на основе общего проекта здания (предполагается, что он разработан специализированной организацией) и является необходимым приложением к нему. При этом необходимо систему отопления «увязывать» с системами водоснабжения и внутренней канализации.

Прежде чем приступить к проектированию системы отопления необходимо учесть следующее:
  • тип водоснабжения частного дома (скважина, централизованное водоснабжение, другое), характеристики поступающей воды (жесткость, наличие нерастворимых примесей и др).

  • возможность подключения дома к централизованной системе отопления.

  • общую площадь здания и отапливаемую площадь, этажность здания.

  • возможность выделения в здании отдельного помещения (котельной), в котором будут размещены котел отопления и циркуляционный насос.

  • тип системы отопления: однотрубная или двухтрубная, самотечная или с принудительной циркуляцией теплоносителя.

  • тип котла отопления (газовый, на жидком топливе, на твердом топливе, электрический).

  • материал труб и фитингов, из которых будет сооружаться система отопления.

Все эти показатели существенно повлияют на будущий проект.

Проект системы отопления включает следующие основные разделы: 
  • теплотехнический расчет, включающий расчеты по рабочей и максимальной температуре и давлению;
  • подбор оборудования и материалов для системы;

  • подбор радиаторов отопления по теплотехническому расчету;

  • схема разводки радиаторного отопления по этажам;

  • аксонометрическая схема;

  • спецификация необходимого оборудования и материалов;

  • последовательность выполнения работ, особенности монтажа отдельных участков системы отопления (горячего водоснабжения). Применяемые инструменты и специальное оборудование (выполнение правил СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование»).

  • требования к квалификации специалистов, которые будут осуществлять монтаж системы отопления/горячего водоснабжения.

Поскольку назначением настоящей статья является использование полипропиленовых труб и фитингов в отопительной системе, в дальнейшем рассматриваем только эти материалы.

Требования при выборе труб и фитингов для системы отопления (горячего водоснабжения).

Современный ассортимент труб и фитингов для отопления достаточно разнообразен – базовый материал, диаметры и толщина стенок труб, отсутствие или наличие армирования, физические и эксплуатационные характеристики (гибкость, линейное расширение, удобство в работе, срок службы), цена и даже цвет. Все это учитывается при составлении спецификации к проекту системы отопления.

Если вы принимаете решение использовать пластиковые трубы для системы отопления (горячего водоснабжения) своего дома, то необходимо знать следующее:
  1. Рабочая температура жидкости для пластиковых труб должна быть в диапазоне 70 – 80 оC с возможностью кратковременного повышения до температуры 90

    оC. Даже при максимальном нагреве труба не должна деформироваться и ухудшать свои технические характеристики.

  2. В отопительной системе пластиковые трубы должны выдерживать давление до 25 Бар (25.6 кг/см²) и иметь толщину стенок не менее 3 мм. В системах горячего водоснабжения достаточно выдерживать давление до 20 Бар (20,4 кг/см²) и меть толщину стенок от 2.5 мм.

  3. Коэффициент линейного термического расширения пластиковых труб должен обеспечить минимальное изменение их размеров в пределах всего диапазона рабочей температуры. Использование армированных пластиковых труб, например стекловолокном, позволит снизить коэффициент линейного расширения примерно на 75% в сравнении с неармированными трубами из пластика.

  4. Внутренняя поверхность пластиковых труб должна быть максимально гладкой с целью минимизации отложения солей или накипи.

  5. Материал труб и фитингов должен быть инертен к воде и к рабочей жидкости (теплоносителю) в системе отопления даже при максимальной температуре в системе.

  6. Срок службы пластиковых труб для горячего водоснабжения/отопления должен быть не менее 25 – 30 лет и не ниже, чем у основных элементов системы.

  7. Стоимость пластиковых труб и фитингов должна быть достаточно оптимальной и не занимать максимальную долю в общей стоимости системы отопления в целом.

 

Еще один существенный момент при подборе труб и фитингов для отопительной системы – это их закупка от одного производителя (понимается проверенный изготовитель с современным оборудованием и качественной продукцией). Во-первых, это облегчит претензионную работу в случае выявления дефектов. Во-вторых, пластиковые трубы и фитинги от разных производителей могут иметь несколько отличные допуски в размерах. При стыковке элементов от различных производителей существует вероятность некачественного стыка, которая в последствии может привести к неисправности.

 

На современном рынке для отопительных систем жилых и административных зданий массово представлены пластиковые трубы и фитинги на основе полиэтилена и полипропилена различных исполнения и ценовых категорий.

Наиболее оптимальны по сумме экономических и технических характеристик трубы и фитинги из статического полипропилена третьего типа изготовленные по ГОСТ Р 32415-2013 «Трубы напорные из термопластов и соединительные детали к ним для систем водоснабжения и отопления. Общие технические условия» и имеющие величину номинального рабочего давления от PN20 до PN25.

Недорогие трубы из полиэтилена недостаточно стабильны в условиях высоких температур и их применение в отоплении чаще всего ограничивается системами теплого пола. В системах отопления успешно используются металлопластиковые трубы на основе полиэтилена, но их стоимость выше аналогичных по характеристикам труб из полипропилена.

 

Основные свойства полипропиленовых труб используемых для систем отопления:
  • незначительная масса полипропиленовых изделий значительно упрощает их перевозку к объекту и доставку к месту проведения работ.

  • высокая термопластичность полипропилена обеспечивает его легкую, быструю и надежную сварку.

  • полипропилен инертен ко всем теплоносителям, применяемых в отопительных системах, он не изменяет их свойств и обеспечивает нормативный срок использования. Он достаточно хорошо гасит шумы, возникающие при прохождении теплоносителя по трубам.

  • введение в состав полипропиленовых труб стабилизаторов позволяет им быть стойкими к резкому изменению температуры и давления (естественно в пределах нормативных значений). Высокая эластичность полиэтиленовых труб обеспечивает их сохранность даже при замерзании находящейся в них воды.

  • невысокая цена пластиковых труд и фитингов в сочетании с широким ассортиментом этих изделий и массовым предложением от различных производителей.

  • низкая теплопроводность полипропиленовых труб обеспечивает минимальное снижение температуры теплоносителя при его прохождении к радиаторам отопления (в сравнении с металлическим трубами потери тепла меньше на 10 – 20%).

  • низкая стойкость «чистого» полипропилена к проникновению через стенки трубы кислорода воздуха.

 

Это свойство полипропилена нельзя считать критичным при выборе пластиковых труб для системы отопления. Да, отдельные теплоносители, чаще всего дешевые, весьма восприимчивы к кислороду воздуха и при контакте с ним ухудшаются их свойства. Но, эта проблема решается и достаточно успешно. Во-первых, большинство производителей полипропиленовых труб за счет добавок и армирования (стекловолокном или алюминием) существенно снижают проницаемость кислородом воздуха своей продукции. Во-вторых, над этой проблемой успешно работают и производители теплоносителей путем введения в состав своей продукции соответствующих стабилизаторов.

Правильный выбор пластиковых труб их качественный монтаж обеспечит комфортное использование системы отопления на долгие годы.


Диаметр полипропиленовых труб для открытой системы отопления

Одним из наиболее частых вопросов по диаметру труб задается относительно труб из полипропилена для открытой системы отопления. Несмотря на то что вопрос не корректный из за того что в нем не существует таких переменных как мощность котла, площадь помещения и количество радиаторов отопления, то точного ответа тоже на этот вопрос не существует.

Однако однозначно нужно отметить что любая открытая система отопления относится к термосифонной системе циркуляции теплоносителя. Поэтому трубы должны быть максимального размера для того что бы обеспечивалась надежная циркуляция теплоносителя внутри самотечной системы отопления.

Для хорошей циркуляции самотеком важны в первую очередь гидро-уклоны и конечно же основной самотечный контур из труб большого сечения для наименьшего сопротивления.

Кроме того циркулирует мнение что только открытые системы с наличием расширительного бака способны на на то что бы самостоятельно – без насосов обеспечивать циркуляцию теплоноситля в системе отопления.  Это не так – раширительный бак ни как не способствует циркуляции жидкости а служит лишь только для того что бы вбирать в себя излишек жикости из системы отопления.  С этой задачей вполне прекрасно может справиться экспанзомат или в простонародье (груша).

Груша – экспанзомат, можно устанавливать в любом месте отопительной системы в отличии от расширительного бака который в обязательном порядке придется установить непосредственно над котлом, что может быть не всегда удобно.  С точки зрения практического сравнения экспанзомата и расширительного бвчка нет ни какой разницы в достижении самотечного эффекта циркуляции теплоносителя в системе. Однако использование открытой системы с расширительным баком позволяет кислороду попадать в теплоноситель и распределяться по всей системе отопления из за чего стальные трубы и чугунные радиаторы подвергаются коррозии в большей степени нежели в открытой.

Вывод: Ставьте трубы как можно толще и не бойтесь делать самотечную или термосифоннуй закрытого типа. Вода по ней потечет в лбом случае лишь бы были правильно соблюдены гидроуклоны.

      Рекомендации

Монтаж отопления из полипропиленовых труб Санкт-Петербург

Уютная и комфортная обстановка в доме зависит от множества факторов, одним из которых является отопление. Но отопительные приборы должны не только давать тепло, но и выглядеть, с эстетической точки зрения, красиво.

Когда очередная покраска советских труб-«гармошек» становится невозможной и ничуть не меняет и без того плачевный внешний вид труб, пора приступать к поиску отличной компании, которая осуществит монтаж трубопроводов отопления в короткие сроки и по выгодной цене. Монтаж труб отопления Монтаж системы отопления также осуществляется в квартире или доме, которые не оснащены никакими устройствами для обеспечения тепла или, имея подключение к системе центрального отопления, не имеют труб и радиаторов для распределения тепла по всем помещениям.
Самостоятельный монтаж отопления из полипропиленовых труб осуществить сложно, так как работы требуют профессионализма и ответственного подхода. Обратившись в компанию Теплострой, Вы сможете получить все необходимые услуги по выгодной цене. Но для начала следует определиться с выбором оборудования.
Благодаря помощи наших консультантов вы сможете выбрать котел, а также радиаторы и трубы в соответствии с требованиями вашей квартиры.

Монтаж трубопроводов отопления

Выбираем трубы
Нашей компанией предлагается монтаж системы отопления из полипропиленовых труб, которые отличаются высокой прочностью при взаимодействии с горячим воздухом и водой, а также являются достаточно прочными и защищенными от прорывов и протечек.
Вас также порадует стоимость работ, которые включают монтаж отопления из полипропиленовых труб и гарантийное обслуживание.
Но выбор отличного варианта труб – это не все, что требуется от вас. Для правильного функционирования системы отопления и создания приятной атмосферы в доме или в квартире важно также подключение радиатора отопления к полипропиленовым трубам.
Выбираем радиатор
Монтаж полипропиленовых труб Компании, которые производят современное оборудование для отопительных систем, предлагают различные варианты радиаторов, изготовленные из алюминия, чугуна, стали и других материалов. Мы предлагаем Вам не руководствоваться исключительно внешним видом и эстетикой того или иного варианта радиаторов, а выбирать надежное оборудование, которое сможет выдержать даже сильное давление. При подключении к системе центрального отопления следует подобрать радиатор, готовый выдержать до 10 атмосфер. Для автономной системы достаточно и шести.
У нас вы сможете приобрести стальные радиаторы зарубежных компаний, успевших положительно зарекомендовать себя на рынке отопительных приборов.

Расчет системы для Вас после теста на 1 минуту!


Скидка на комплекс работ 10000 ₽ и Сервисное обслуживание на год в подарок!

Пройти тест

Стоимость работ монтажа отопления из полипропиленовых труб

Наименование услуги Цена
Монтаж труб отопления 100 руб / м.п.

Отопление из полипропиленовых труб своими руками: монтаж, схемы, отзывы

На чтение 11 мин Просмотров 131 Опубликовано Обновлено

Установка отопления своими руками всегда требовала большого объема знаний и практического опыта в выполнении этого типа работ. Однако на смену стальным трубопроводам и чугунным радиаторам пришли другие компоненты системы. При использовании полимерных трубопроводов установка теплоснабжения будет намного проще. Для того чтобы сделать отопление из полипропиленовых труб своими руками необходимо знать правила монтажа, схемы, и желательно ознакомиться с отзывами.

Преимущества и недостатки полипропиленовых труб в отоплении

Выбор этого типа материала обусловлен многими факторами. Прежде всего это относительно простой монтаж отопления из полипропиленовых труб своими руками. Но также следует учитывать их технические и эксплуатационные свойства.

Полипропиленовые трубы и комплектующие для отопления

Правильно спроектированное и реализованное отопление из полипропиленовых труб в частном доме обладает многими достоинствами. К ним относится низкий показатель тепловых потерь. Благодаря использованию полимеров при изготовлении теплопроводность у них одна из самых низких. Это определяющий фактор, почему предпочитают делать отопление из полипропиленовых труб своими руками.

Кроме этого преимущества теплоснабжение из полимерных магистралей имеет следующие качества:

  • Не подвергается коррозии. С течением времени полипропиленовые армированные трубы отопления практически не меняют толщину стенок. Это повышает долговечность и надежность работы теплоснабжения;
  • Не подвергаются разрушению под действием ультрафиолета. Такое явление можно наблюдать у металлопластиковых аналогов. Но если соблюдена технология изготовления и состав материала — немецкие полипропиленовые трубы для отопления могут прослужить до 30 лет;
  • Гладкая внутренняя поверхность снижает гидравлическое сопротивление в системе. В итоге это сказывается на тепловом распределении и инертности работы отопления;
  • Простая технология установки. Понадобится минимальный набор инструментов и комплектующих. Но до этого нужно узнать, как выбрать полипропиленовые трубы для отопления;
  • Доступная стоимость. Для автономных систем отопления, устанавливаемых самостоятельно, это определяющий фактор выбора.

Однако даже самые качественные полипропиленовые трубы для отопления Рехау обладают рядом недостатков. Они свойственны всем изделиям из этого материала и определяются изначальными свойствами. Большой коэффициент температурного расширения сказывается на технологии установки и выборе комплектующих. Для его устранения необходим монтаж компенсационных петель. Также возможно разрушение материала при попадании на его поверхность масел, красок и других бытовых и строительных составов.

Для долгого срока эксплуатации схема отопления из полипропиленовых труб должна предусматривать низкотемпературный режим работы. Воздействие высоких температур (от +95°С и более) приводят к постепенному разрушения полимерной поверхности.

Выбор полипропиленовых труб

Выбор определенной модели начинается с изучения, что означает маркировка полипропиленовых труб для отопления. Она позволит определить пригодность этого материала для установки в систему теплоснабжения с конкретными техническими показателями.

Маркировка полипропиленовых труб отопления

Для отопления необходимо использовать трубы с армирующим слоем. Он может быть изготовлен из алюминиевой фольги или стекловолокна. Предпочтение отдается последнему, так как полипропиленовые трубы для отопления Kalde со стекловолокном проще устанавливать, и они имеют больший срок службы. В теплоснабжении рекомендуется применение труб, изготовленных из PP-R сополимера. Он рассчитан на высокие температуры, что является необходимым условием безремонтного функционирования системы отопления.

Все эти данные, в том числе и размеры полипропиленовых труб для отопления, можно узнать из маркировки. Помимо этих характеристик рекомендуется обращать внимание на такие параметры:

  • Показатель давления. Его можно узнать из буквенного обозначения PN. Последующие цифры указывают на максимально допустимое давление. Например, модель PN15 рассчитана на эксплуатацию в схемах с максимальным давлением до 15 атм;
  • Диаметр и толщина стенки. Все полипропиленовые трубы для отопления Valtec и других производителей характеризуются наружным диаметром. Поэтому для вычисления внутреннего показателя следует отнять две толщины стенки;
  • Класс эксплуатации. В маркировке полипропиленовых труб для отопления это показатель указывает на максимально допустимое температурное воздействие. Для автономных систем рекомендуется установка моделей с пятым (до +90°С) или четвертым (до +70°С) классом эксплуатации.

Дополнительно производители делают цветовую маркировку. Так, многие модели полипропиленовых труб для отопления Рехау имеют на поверхности синюю и красную полосы. Это обозначает, что они могут применяться для холодного водоснабжения и отопления.

Качество полипропиленовых изделий можно определить по их торцу. Если на нем наблюдается даже минимальное отслоение от армирующего слоя – это указывает на брак.

Схемы отопления из полипропиленовых труб

Чаще всего монтаж системы отопления полипропиленовыми трубами выбирается для теплоснабжения с принудительной циркуляцией. Для этого используются магистрали небольшого диаметра — от 16 до 24 мм. Хотя возможны варианты установки в схемах с гравитационным движением горячей воды.

Пример схемы отопления из полипропиленовых труб

Главная проблема в монтаже отопления из полипропиленовых труб с большим диаметром своими руками заключается в инструменте. Стандартные бытовые полупрофессиональные паяльники рассчитаны на соединение труб до 32 мм. В гравитационном теплоснабжении рекомендуется установка магистралей диаметром около 40 мм. Для этого понадобится специальное оборудование, покупка или аренда которого будет нецелесообразна.

Но несмотря на это отзывы о полипропиленовых трубах для отопления указывают на хорошие показатели работы в следующих схемах:

  • Закрытая с принудительной циркуляцией;
  • Открытая с принудительной циркуляцией;
  • Двухтрубная и однотрубная;
  • Коллекторная.

Для каждой из них разработана индивидуальная технология монтажа системы отопления полипропиленовыми трубами. Важно предварительно рассчитать оптимальные размеры трубопроводов, их комплектацию и схему разводки. Это можно сделать с помощью программного обеспечения или ручным методом, используя стандартные формулы и табличные данные.

Срок безремонтной службы отопления из полипропиленовых труб в частном доме во многом зависит от условий эксплуатации. Для вышеописанных схем рекомендуется использование низкотемпературного режима работы. Это обеспечит минимальную нагрузку на поверхность магистралей.

Также во время установки отопления из полипропиленовых труб своими руками необходимо соблюдать все правила монтажа. В противном случае возникнет вероятность появления скрытых дефектов, которые спровоцируют поломку или выход теплоснабжения из строя.

Для частного дома средних размеров чаще всего применяется двухтрубная схема отопления из полипропиленовых труб с нижней разводкой. Она проста в установке и имеет хорошие показатели теплового распределения.

Монтаж отопления из полипропиленовых труб

Этапы сварки полипропиленовых труб

Определяющим фактором качества теплоснабжения является соблюдение технологии монтажа. Даже самые дорогие полипропиленовые армированные трубы отопления могут прослужить недостаточно долго, если во время их установки были нарушены правила. В минимальный набор для соединения полипропиленовых труб входят паяльник с набором головок, ножницы и устройство для обработки торцов. Последнее является обязательным компонентом, так как для формирования надежного сварного соединения необходимо на торце патрубка удалить часть армирующего слоя.

Последовательность установки немецких полипропиленовых труб для отопления:

  1. После приобретения они должна некоторое время пролежать в помещении с температурой от +15°С до +20°С.
  2. Согласно составленной схеме обрезаются патрубки определенной длины.
  3. Перед пайкой необходимо обезжирить торцы. Допускается кратковременное воздействие на полипропиленовые трубы для отопления Kalde ацетоном или техническим спиртом.
  4. Разогрев зеркало сварочного аппарата до нужной температуры в насадки вставляются торцы фитинга и патрубка. На этом этапе важно, чтобы размеры полипропиленовых труб для отопления соответствовали насадкам. Также необходимо температурное воздействие строго определенное время.
  5. Когда полимерная поверхность размягчится – можно устанавливать трубу в фитинг. Важно не проворачивать место соединения до окончательного остывания.

Определить оптимальное время сварки полипропиленовых труб для отопления Valtec можно по рекомендациям производителя. Оно зависит от диаметра изделия, а также толщины стенки. Если же узнать эту информацию затруднительно – можно воспользоваться данными из таблицы.

Диаметр трубы, мм

Время для нагрева, с

Время для сварки, с

Время охлаждения, мин

16

5

4

3

20

5

25

7

23

8

4

40

12

6

От выбора полипропиленовых труб для отопления зависит шаг их крепления. Для изделий с диаметром от 16 до 25 мм он может составить 60 см. Если же в теплоснабжении применяются трубы 40 мм – рекомендуемый шаг равен 110 см. На прямых участках протяженностью более 1,5 м.п. устанавливаются компенсационные петли. Они необходимы для снятия поверхностного напряжения после монтажа теплоснабжения из полипропиленовых труб своими руками во время эксплуатации системы.

Скрытая установка в штробах не рекомендуется. В этом случае по завершении монтажа системы теплоснабжения полипропиленовыми трубами велика вероятность поломки, так как при расширении поверхности будет появляться внешне давление.

Производители полипропиленовых труб отопления

Одним из показателей качества теплоснабжения из полипропиленовых труб в частном доме является производитель. Технология изготовления этого продукта достаточно трудоемка. Но появление большое количества некачественных труб говорит о расширении «серого» рынка производства.

Линия по производству полипропиленовых труб

Во время выбора следует обращать на несколько деталей. Прежде всего это наличие маркировки полипропиленовых труб для теплоснабжения. Помимо технических параметров на ней обязательно указывается производитель, а также нормативный документ, согласно которому было изготовлено изделие. Но опытные мастера в первую очередь узнают торговую марку, а затем проверяют — не являются ли полипропиленовые армированные трубы для теплоснабжения подделкой.

В настоящее время есть несколько производителей, продукция которых полностью вызывает доверие и отличается от остальных качеством. Несмотря на то, что это в большей степени свойственно немецким полипропиленовым трубам для отопления, на рынке присутствуют качественные изделия отечественных производителей.

Полипропиленовые трубы Rehau

В настоящее время полипропиленовые трубы для теплоснабжения Рехау являются лидером продаж. Немецкая компания на протяжении долгого времени зарабатывала имидж надежного производителя, чья продукция отвечает современным стандартам качества. Поэтому при планировании монтажа отопления из полипропиленовых труб своими руками чаще всего останавливают выбор на этой торговой марке.

Для теплоснабжения компания предлагает следующие модели полимерных труб:

  • Rautitan Pink. Универсальный вариант для отопления любого типа. Отличительная особенность — розовый цвет;
  • Flex. Эта модель адаптирована для выбора полипропиленовых труб в отоплении с максимальными показателями давления до 10 атм;
  • His. Трубы могут быть использованы для теплоснабжения с температурой воды до +70°С, а также в ГВС.

Дополнительно Rehau изготавливает серию профессиональных инструментов для монтажа.

Трубы из полипропилена компании Kalde

Турецкая компания Kalde относительно недавно появилась на отечественном рынке. Но ответственное отношение к качеству и достаточно большой ассортимент продукции позволил ей завоевать доверие. Для организации отопления можно приобрести следующие модели полипропиленовых труб для отопления Kalde:

  • Армированные фольгированным алюминием. Относятся к эконом-категории. Но несмотря на более чем демократическую стоимость, объем брака низок;
  • Армированные стекловолокном. Предназначены для эксплуатации в высокотемпературных системах..

Отличительной особенностью является использование при изготовлении полипропилена марки PP-b. В отзывах о полипропиленовых трубах для отопления от этого производителя указывалось на сохранение целостности даже при замерзании воды.

Трубы из полипропилена для отопления Valtec

С самого начала производственной деятельности итальянская компания Valtec сделала акцент на универсальность применения своей продукции. Но это было выполнено с учетом мировых требований к качеству и условиям эксплуатации. Благодаря этому полипропиленовые трубы для теплоснабжения Valtec имеют семилетнюю гарантию.

Основные модели для установки в систему отопления:

  • PP-FIBER PN 20. Предназначены для эксплуатации в системах с номинальным давлением до 6 бар. Максимальная температура горячей воды может составлять +90°С;
  • PP-FIBER PN 25. Отличается от вышеописанной только более высоким максимальным давлением — 9 бар при такой же температуре теплоносителя.

Трубы от данной компании можно использовать для отопления в производстве. Их поверхность имеет повышенную защиту от влияния многих химических компонентов.

Отзывы об отоплении с трубопроводами из полипропилена

Нередко отзывы о полипропиленовых трубах для теплоснабжения дают возможность узнать тонкости монтажа и эксплуатации. Именно поэтому перед приобретением и установкой рекомендуется ознакомиться с их содержанием:

  • Долго думал, по какой схеме установить полипропиленовые трубы в однокомнатной квартире. В итоге остановится на варианте со штробами. Хорошо, что вовремя предупредили, что их нельзя после монтажа штукатурить. Сначала необходимо задуть монтажной пеной. Она должна компенсировать температурное расширение;
  • Всегда думал, что главным преимуществом полипропиленовых труб является их монтаж. Но после того как установил их вместо стальных – появились опасения в работе отопления. У меня старый твердотопливный котел, который иногда сильно нагревает воду. Знакомые посоветовали поставить смеситель на подающую и обратную трубу, чтобы пластик не расплавился;
  • Запомните, что нельзя устанавливать полипропиленовые трубы на входной патрубок котла. Мы решили сами делать монтаж и допустили эту ошибку. После первого запуска отопления труба «потекла». Как потом выяснилось, сначала монтируется стальная труба длиной от 1 м., а затем полипропиленовая.

Полипропиленовые трубы являются самым распространенным вариантом обустройства отопления, как в частных домах, так и в квартирах. Для того чтобы система теплоснабжения работала без сбоев и поломок необходимо соблюдать все правила установки, выбрать соответствующую модель полипропиленовой трубы.

В видеоматериале можно ознакомиться с методикой испытания полипропиленовых труб для отопления:

выбрать из 354 мастеров по ремонту, изучив 11 отзывов на Профи

Елена Елена

Пять с плюсом

спасибо большое вам,Сергей. быстро решили проблему, которую другой мастер предлагал выполнить вчетверо дороже, какими то окольными путями,вплоть до смены всей системы отопления на новую, а это 70-80т.р. заказчик счастлив, не передать словами. Рекомендую!

17 сентября 2021 · Чапаевск

Отладка систем отопления, Автономное отопление

ALENA оставилa отзыв

Созвонились, договорились о стоимости. Виталий подсказал, что нужно приобрести, всегда был на связи. Приехал во время, все сделал быстро и аккуратно. И даже больше оговорённой работы. Спасибо ему большое. Всем рекомендую этого специалиста.

23 сентября 2021 · Ленинский

Отопление, Установка стальных радиаторов

BAKS

5,0 · 2 отзыва

Елена оставилa отзыв

Хорошая работа, мастер все сделал качественно, советы его оказались верными. Рекомендую

18 ноября 2020 · Куйбышевский

Отопление

Алексей оставил отзыв

Пять с плюсом

Благодарю за ответсвеннось и качество,скорость исполнения работы рекомендую!!!

20 сентября 2021 · Промышленный, Кировский, Красноглинский

Отопление, Установка радиатора отопления

Дмитрий оставил отзыв

Работа выполнена быстро и качественно. Рекомендую.

4 июня 2021 · Ленинский

Отопление, Установка радиатора отопления

Тимур оставил отзыв

Пять с плюсом

Всё хорошо. Работа выполнена. Рекомендую.

24 января 2022 · Промышленный, Октябрьский

Ремонт систем отопления

Анастасия оставилa отзыв

Все хорошо. Спасибо за работу.

23 июля 2020 · Куйбышевский, Самарский

Ремонт ноутбуков

Яна оставилa отзыв

Пять с плюсом

Прекрасный специалист. Человек своего дела. Все четко быстро. Предупредил возможное возгорание духового шкафа. Очень благодарна

8 декабря 2020 · Октябрьский

Электрика

Кристина оставилa отзыв

Пять с плюсом

Спасибо большое за качественно выполненную работу. Наш потолок Вы спасли. До и после разнится как небо и земля.

13 октября 2020 · Промышленный

Монтаж потолков из гипсокартона

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

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

Полипропилен (ПП) представляет собой термопласт «аддитивный полимер», изготовленный из комбинации мономеров пропилена. Он используется в различных приложениях, включая упаковку для потребительских товаров, пластиковые детали для различных отраслей промышленности, включая автомобильную промышленность, специальные устройства, такие как живые 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 очень быстро, так как 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 по всей Европе началось широкое коммерческое производство. Сегодня это один из наиболее часто производимых пластиков в мире.

Прототип крышки из полипропилена с ЧПУ для живой петли от Creative Mechanisms

По некоторым данным, текущий глобальный спрос на этот материал обеспечивает ежегодный объем рынка около 45 миллионов метрических тонн, и предполагается, что к 2020 году спрос вырастет примерно до 62 миллионов метрических тонн.

Основными конечными потребителями полипропилена являются упаковочная промышленность, потребляющая около 30% от общего объема, за которой следует производство электротехники и оборудования, потребляющее около 13% на каждое. Бытовая техника и автомобильная промышленность потребляют по 10% каждая, а строительные материалы занимают 5% рынка.

Прочие области применения вместе составляют остальную часть мирового потребления полипропилена.

Полипропилен имеет относительно скользкую поверхность, что может сделать его возможной заменой пластмасс, таких как ацеталь (POM), в устройствах с низким коэффициентом трения, таких как зубчатые колеса или для использования в качестве контактной точки для мебели.

Возможно, отрицательным аспектом этого качества является то, что полипропилен может быть трудно склеить с другими поверхностями (т. е. он плохо прилипает к некоторым клеям, которые хорошо работают с другими пластиками, и иногда его необходимо сваривать, если формирование соединения затруднено). обязательный).

Хотя полипропилен скользкий на молекулярном уровне, он имеет относительно высокий коэффициент трения, поэтому вместо него можно использовать ацеталь, нейлон или ПТФЭ. Полипропилен также имеет низкую плотность по сравнению с другими распространенными пластиками, что приводит к снижению веса для производителей и дистрибьюторов деталей из полипропилена, полученных литьем под давлением.

Обладает исключительной устойчивостью 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 он может быть изготовлен (с помощью ЧПУ или литья под давлением, термоформования или опрессовки) в виде живого шарнира. Живые шарниры представляют собой чрезвычайно тонкие кусочки пластика, которые гнутся, не ломаясь (даже в экстремальных диапазонах движения, приближающихся к 360 градусам).

Они не особенно полезны для структурных применений, таких как поддержка тяжелой двери, но исключительно полезны для ненесущих элементов, таких как крышка на бутылке кетчупа или шампуня. Полипропилен уникально подходит 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 живой шарнир, который позволяет ускорить разработку прототипа и дешевле, чем другие методы прототипирования. Creative Mechanisms уникальна своей способностью изготавливать живые петли из цельного куска полипропилена.  

Еще одним преимуществом полипропилена является то, что его можно легко сополимеризовать (по сути, объединяя в композитный пластик) с другими полимерами, такими как полиэтилен. Сополимеризация значительно изменяет свойства материала, обеспечивая более надежное инженерное применение, чем это возможно с чистым полипропиленом (сам по себе он больше похож на товарный пластик).

Характеристики, упомянутые выше и ниже, означают, что полипропилен используется в самых разных областях: тарелки, подносы, чашки и т. д., которые можно мыть в посудомоечной машине, непрозрачные контейнеры на вынос и многие игрушки.

Каковы характеристики полипропилена?

Некоторые из наиболее важных свойств полипропилена:

  1. Химическая стойкость: Разбавленные основания 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 проявляет эластичность в определенном диапазоне отклонений (как и все материалы), но он также подвергается пластической деформации в начале процесса деформации, поэтому обычно считается «жестким» материалом.Прочность — это технический термин, определяемый как способность материала деформироваться (пластически, а не упруго) без разрушения.
  3. Сопротивление усталости: Полипропилен сохраняет свою форму после сильного кручения, изгиба и/или изгиба. Это свойство особенно ценно для изготовления 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 некоторая передача света или где это имеет эстетическую ценность. Если желательна высокая светопроницаемость, лучшим выбором будут такие пластмассы, как акрил или поликарбонат.

Полипропилен классифицируется как «термопластичный» (в отличие от «термореактивного») материала, что связано с тем, как пластик реагирует на тепло. Термопластичные материалы становятся жидкими при температуре плавления (примерно 130 градусов Цельсия в случае полипропилена).

Основным полезным свойством термопластов является то, что их можно нагревать до точки плавления, охлаждать и снова нагревать без существенной деградации. Вместо сжигания термопласты, такие как полипропилен, сжижаются, что позволяет легко формовать их под давлением, а затем перерабатывать.

Напротив, термореактивные пластмассы можно нагревать только один раз (обычно в процессе литья под давлением). Первый нагрев вызывает схватывание термореактивных материалов (аналогично двухкомпонентной эпоксидной смоле), что приводит к химическому изменению, которое невозможно обратить.Если вы попытаетесь нагреть термореактивный пластик до высокой температуры во второй раз, он просто сгорит. Эта характеристика делает термореактивные материалы плохими кандидатами на переработку.

Почему так часто используется полипропилен? Полипропилен

используется как в быту, так и в промышленности. Его уникальные свойства и способность адаптироваться к различным технологиям изготовления делают его бесценным материалом для широкого спектра применений.

Еще одной бесценной характеристикой является способность полипропилена функционировать как в качестве пластика, так и в качестве волокна (как те рекламные сумки, которые раздаются на мероприятиях, гонках и т. д.).

Уникальная способность полипропилена

производиться различными методами и для различных применений означала, что вскоре он начал бросать вызов многим из старых альтернативных материалов, особенно в производстве упаковки, волокна и литья под давлением. Его рост был устойчивым на протяжении многих лет, и он остается крупным игроком в индустрии пластмасс во всем мире.

В Creative Mechanisms мы использовали полипропилен в ряде приложений в различных отраслях промышленности. Возможно, наиболее интересным примером является наша способность обрабатывать полипропилен на станках с ЧПУ, включая 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. Это склеивает. Он не режет чисто. Он начинает плавиться от тепла станка с ЧПУ. Как правило, его необходимо отшлифовать, чтобы получить что-либо близкое к готовой поверхности.

Но мы смогли решить эту проблему, что позволило нам создать новые прототипы живых петель из полипропилена. Посмотрите видео ниже:

 

Какие существуют типы полипропилена?

Существует два основных типа полипропилена: гомополимеры и сополимеры.Сополимеры подразделяются на блок-сополимеры и статистические сополимеры.

Каждая категория подходит для определенных приложений лучше, чем другие. Полипропилен часто называют «сталью» пластмассовой промышленности из-за различных способов, которыми его можно модифицировать или настроить для наилучшего выполнения конкретной цели.

Обычно это достигается введением в него специальных добавок или особым способом изготовления. Эта приспособляемость является жизненно важным свойством.

Гомополимерный полипропилен является маркой общего назначения.Вы можете думать об этом как о состоянии полипропилена по умолчанию. Блок-сополимер полипропилена имеет сомономерные звенья, расположенные в виде блоков (то есть в регулярном порядке) 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 полипропилена – в отличие от блок-сополимера полипропилена – сомономерные звенья расположены неравномерно или случайным образом вдоль молекулы полипропилена.

Они обычно включаются с содержанием этилена от 1% до 7% и выбираются для применений, где требуется более пластичный и прозрачный продукт.

Как производится полипропилен?

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

Полипропилен для разработки прототипов на станках с ЧПУ, 3D-принтерах и машинах для литья под давлением:

Полипропилен для 3D-печати:

Полипропилен не доступен в форме нити для 3D-печати.

Обработка полипропилена с ЧПУ: Полипропилен

широко используется в качестве листового материала для производства станков с ЧПУ. Когда мы создаем прототип небольшого количества деталей из полипропилена, мы обычно обрабатываем их на станках с ЧПУ.

Полипропилен зарекомендовал себя как материал, который не поддается механической обработке. Это связано с тем, что у него низкая температура отжига, а значит, он начинает деформироваться под воздействием тепла. Поскольку в целом это очень мягкий материал, для его точной резки требуется чрезвычайно высокий уровень навыков.Компания Creative Mechanisms преуспела в этом.

Наши бригады могут использовать станок с ЧПУ и резать полипропилен аккуратно и с очень высокой детализацией. Кроме того, мы можем создавать 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 является очень полезным пластиком для литья под давлением и обычно доступен для этой цели в виде гранул.Полипропилен легко формуется, 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 расплава, толщину стенки формы, температуру формы, а также процентное содержание и тип добавок.

Другое:

В дополнение к обычным применениям пластмасс, полипропилен также хорошо подходит для применения в волокнах.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

Каковы преимущества полипропилена?
  1. Полипропилен доступен и относительно недорог.
  2. Полипропилен обладает высокой прочностью на изгиб благодаря своей полукристаллической природе.
  3. Полипропилен имеет относительно скользкую поверхность.
  4. Полипропилен очень устойчив к влаге.
  5. Полипропилен обладает хорошей химической стойкостью к широкому спектру щелочей и кислот.
  6. Полипропилен обладает хорошей усталостной прочностью.
  7. Полипропилен обладает хорошей ударной вязкостью.
  8. Полипропилен является хорошим электрическим изолятором.

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 устойчивость к хлорированным растворителям и ароматическим соединениям.
  4. Известно, что полипропилен
  5. плохо поддается окраске из-за плохой адгезии.
  6. Полипропилен легко воспламеняется.
  7. Полипропилен подвержен окислению.

Несмотря на свои недостатки, полипропилен в целом является отличным материалом. Он обладает уникальным сочетанием качеств, которых нет ни у одного другого материала, что делает его идеальным выбором для многих проектов.

Каковы свойства полипропилена?

Недвижимость

Значение

Техническое наименование

Полипропилен (ПП)

Химическая формула

  (C 3 H 6 ) n

Идентификационный код смолы (используется для переработки)

Температура плавления

130°C (266°F)

Типичная температура пресс-формы для литья под давлением

32–66 °C (90–150 °F) ***

Температура теплового прогиба (HDT)

100 °C (212 °F) при 0.46 МПа (66 фунтов/кв. дюйм) **

Прочность на растяжение

32 МПа (4700 фунтов на кв. дюйм) ***

Прочность на изгиб

41 МПа (6000 фунтов/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

7 Свойства полипропиленового материала, которые необходимо знать

Изготовленные на заказ проволочные корзины часто оснащаются различными полимерами для повышения структурной прочности корзины или для лучшего удержания и защиты хрупких деталей.Выбор подходящего полимера для покрытия корзины из стальной проволоки зависит от вашего технологического процесса. Один из наиболее популярных полимеров, используемых для покрытия корзин, полипропилен, обладает особыми свойствами, которые могут сделать его идеальным для ваших нужд.

Что такое полипропиленовый материал?

Полипропилен — это материал, который часто сравнивают с ПВХ (поливинилхлоридом). Хотя полипропилен используется не так часто, как ПВХ, он по-прежнему является полезным материалом для покрытия нестандартных проволочных корзин.

Жесткий кристаллический термопластический полипропилен производится из мономера пропилена или пропилена.Это один из самых дешевых пластиков, доступных сегодня, и он используется как в качестве пластика, так и в качестве волокна в таких отраслях, как автомобилестроение, сборка мебели и аэрокосмический сектор.

Для чего используется полипропилен?

Благодаря жесткости структуры полипропилена и относительной дешевизне он используется в различных областях. Он обладает хорошей химической стойкостью и свариваемостью, что делает его идеальным для автомобильной промышленности, товаров народного потребления, мебельного рынка и промышленных применений, таких как проволочные корзины на заказ.

Некоторые распространенные области применения полипропилена включают:

  • Применение в упаковке: Структура и прочность полипропилена делают его дешевым и идеальным упаковочным материалом.
  • Товары народного потребления: Полипропилен используется для изготовления многих потребительских товаров, включая полупрозрачные детали, предметы домашнего обихода, мебель, бытовую технику, чемоданы, игрушки и многое другое.
  • Автомобильная промышленность Применение: Полипропилен широко используется в автомобильных деталях из-за его низкой стоимости, свариваемости и механических свойств.В основном его можно найти в корпусах аккумуляторных батарей и лотках, бамперах, подкрылках, внутренней отделке, приборных панелях и дверных обивках.
  • Волокна и ткани: Полипропилен используется во множестве волокон и тканей, включая рафию/разрезанную пленку, ленту, обвязку, объемную непрерывную нить, штапельное волокно, спанбонд и непрерывную нить.
  • Медицинское применение : Из-за химической и бактериальной устойчивости полипропилена он используется в медицинских целях, включая медицинские флаконы, диагностические устройства, чашки Петри, внутривенные флаконы, бутыли для образцов, лотки для пищевых продуктов, кастрюли, контейнеры для таблеток и одноразовые шприцы.
  • Промышленное применение: Высокая прочность на разрыв структуры полипропилена в сочетании с его устойчивостью к высоким температурам и химическим веществам делает его идеальным для химических резервуаров, листов, труб и многоразовой транспортной тары (RTP).

Каковы свойства полипропилена?

Некоторые характеристики структуры и материала полипропилена, которые следует знать при выборе покрытия для индивидуальной проволочной корзины, включают:

  • Химическая стойкость .Обычно отмечается, что полипропилен обладает более высокой устойчивостью к химическим веществам по сравнению с полиэтиленом («обычный» пластик). Полипропилен устойчив ко многим органическим растворителям, кислотам и щелочам. Однако материал подвержен воздействию окисляющих кислот, хлорированных углеводородов и ароматических соединений.
  • Прочность на растяжение . По сравнению со многими другими материалами структура полипропилена имеет хорошую прочность на растяжение — где-то около 4800 фунтов на квадратный дюйм. Это позволяет материалу выдерживать довольно большие нагрузки, несмотря на легкий вес.
  • Ударопрочность . Хотя полипропилен обладает хорошей прочностью на растяжение, его ударопрочность оставляет желать лучшего по сравнению с полиэтиленом.
  • Водопоглощение . Полипропилен обладает высокой водонепроницаемостью. При 24-часовом тесте на вымачивание материал поглощает менее 0,01% своего веса в воде. Это делает полипропилен идеальным для применения в условиях полного погружения, когда материал корзины под ним должен быть защищен от воздействия различных химических веществ.
  • Твердость поверхности . Твердость полипропилена измеряется по шкале Роквелла R как 92, что ставит его на верхний уровень более мягких материалов, измеренных по этой шкале. Это означает, что материал полужесткий. Это делает его более склонным к изгибу и изгибу при ударе.
  • Рабочая температура . Максимальная рекомендуемая рабочая температура для полипропилена составляет 180°F (82,2°C). За пределами этой температуры эксплуатационные характеристики материала могут ухудшиться.
  • Температура плавления . При 327°F (163,8°C) полипропилен плавится. Это делает полипропилен непригодным для применения при высоких температурах.

Каковы преимущества и недостатки полипропилена?

Почему вы должны использовать полипропилен

Процессы жидкостной очистки

Идеальным вариантом использования полипропилена был бы процесс промывки деталей в воде, при котором корзина с покрытием должна быть погружена в неокисляющие вещества на продолжительные периоды времени.

В такой среде непроницаемость полипропилена позволит ему полностью защитить корзину с покрытием от жидкого чистящего раствора. Кроме того, пока внутренняя температура при стирке не превышает 180 ° F, покрытие, скорее всего, прослужит много раз.

Кроме того, полипропилен достаточно плотный, чтобы сделать его почти непроницаемым для воды. Это делает его идеальным материалом для герметизации нестандартных проволочных корзин от жидкостей.

Защита деталей

Еще одной причиной использования полипропилена является защита хрупких деталей от царапин.Хотя полипропилен не такой мягкий, как некоторые составы ПВХ, он по-прежнему является полумягким материалом, который поглощает удары, помогая свести к минимуму риск появления царапин на деталях во время цикла перемешивания во многих процессах очистки на водной основе. Поскольку полипропиленовая структура амортизирует удары, а не перераспределяет их, корзина с полимерным покрытием идеально подходит для обработки деликатных деталей, таких как стеклянные трубки или хрустальные компоненты.

Когда не следует использовать полипропилен

Экстремальные температуры и условия окружающей среды

Полипропилен не рекомендуется для любых высокотемпературных процессов из-за его низкой температуры плавления.Целостность структуры полипропилена также нарушается при низких температурах. Ниже 20°C полипропилен становится хрупким.

Кроме того, следует избегать любых процессов, в которых используются окисляющие кислоты, хлорированные углеводороды (например, трихлорэтилен) и ароматические растворители. Полипропилен быстро набухает в хлорированных и ароматических растворителях.

Ограниченная ударопрочность

Резкие, внезапные удары других предметов могут привести к повреждению полипропиленового покрытия. Итак, если вы рассматриваете полипропиленовое покрытие, важно изучить производственный процесс, чтобы увидеть, есть ли какие-либо точки, в которых такие воздействия могут повторяться.

Помимо восприимчивости к ударам и царапинам, полипропилен имеет плохую стойкость к УФ-излучению, а на его термостойкость может отрицательно повлиять контакт с металлами. Кроме того, полипропилен имеет плохую адгезию краски.

Подходит ли полипропиленовое покрытие для вашей нестандартной проволочной корзины или лотка? Чтобы ответить на этот вопрос, важно знать о своем процессе! Свяжитесь с Marlin Steel, чтобы узнать больше о нестандартных покрытиях проволочных корзин или получить предложение по индивидуальному заказу корзины с нашими рекомендациями!

Полипропиленовые волокна в нагретом бетоне.Часть 1: Молекулярная структура и материалы поведение

Таблица

нотация
Р коэффициент проницаемости
T Температура в градусах Kelvin
T M 248 M пик цеплайный эндотермин
T P пик пиролиса
T TD- M Термодинамическая температура плавления
Δ E P Энергия активации
δ P Дифференциальное давление

Введение

Раздел:

Выбор PageabstractIntRoduction << Полипропилен волокна в р...Водяной пар, полипропилен...Химическая активностьМолекулярный весМолекулярная структураМолекулярные размерыРазложение в твердом состоянииПлавление полипропиленаГорениеТепловые свойстваМеханические свойстваВыводы

Это первая из двух статей, посвященных роли полипропиленовых (ПП) волокон, используемых в бетонной смеси, для снижения вероятности взрыва раскалывается в огне. В данной статье рассматриваются свойства полипропиленовых материалов по сравнению со свойствами бетона при повышенных температурах как на молекулярном уровне, так и на уровне свойств материалов.Часть 2 этой статьи1 основывается на этих знаниях, чтобы представить предложения о возможных механизмах, лежащих в основе снижения порового давления пара в бетоне, подверженном воздействию огня, и провести параметрический анализ размерных характеристик самого волокна в отношении их потенциальной эффективности в борьбе с взрывное скалывание. Цели обеих статей заключаются в том, чтобы лучше и глубже понять роль полипропиленовых волокон в нагретом бетоне, предоставить данные для термогидромеханического численного моделирования и предложить критерии для этого моделирования.

Эта работа является частью международного исследовательского проекта NewCon (Новый бетон)2,3 под руководством первого автора. Проект NewCon был инициирован в 2003 году под эгидой Eureka с участием шести организаций из четырех европейских стран. Это Великобритания (Imperial College, Fire Safety Design, ADFIL), Нидерланды (TNO), Италия (Университет Падуи) и Франция (CETu). Программа исследований включает комплексные экспериментальные и теоретические работы, направленные на всестороннее изучение роли полипропиленовых волокон в борьбе с взрывным выкрашиванием при пожаре.Эксперименты варьируются от испытаний материалов в Имперском колледже в Лондоне до крупномасштабных испытаний на растрескивание бетонных цилиндрических образцов в TNO (Нидерланды) и плит в CETu (Франция), подвергшихся сильному возгоранию углеводородов. Численное моделирование проводится в Падуанском университете (Италия). CETu также будет проводить микроструктурный анализ шлифов нагретых образцов. Детали исследовательской программы приведены в ссылках 2 и 3.

В основе взрывного выкрашивания лежат два основных механизма: выкрашивание из-за порового давления и выкрашивание из-за термического напряжения.3 Отслаивание порового давления происходит в результате повышения давления паров в нагретом бетоне. Полипропиленовые волокна снижают давление пара и, следовательно, воздействуют в первую очередь на растрескивание под поровым давлением. В крупномасштабных испытаниях на отслаивание проект NewCon направлен на то, чтобы изолировать отслаивание от порового давления за счет использования легкого бетона с практически нулевым тепловым расширением и изучить влияние различных размеров и содержания волокон.

Крупномасштабные испытания на растрескивание, проведенные до настоящего времени, в основном носили промышленный характер и включали несколько образцов.На сегодняшний день механизмы, лежащие в основе взрывного выкрашивания, экспериментально не исследованы, не говоря уже о полипропиленовых волокнах. Поведение нагретого полипропилена как на молекулярном уровне, так и на уровне материалов плохо изучено. Механизмы, с помощью которых полипропиленовые волокна влияют на растрескивание, тщательно не исследовались, и размерный анализ самих волокон не проводился. Эти недостатки рассматриваются в двух статьях и в более широком плане в рамках проекта NewCon.

Полипропиленовые волокна на практике

Раздел:

ВыбратьНаверхРефератВведениеПолипропиленовые волокна в с… <<Водяной пар, полипропилен... Химическая активностьМолекулярная массаМолекулярная структураМолекулярные размерыРазложение в твердом состоянииПлавление полипропиленаГорениеТепловые свойстваМеханические свойстваВыводы

С начала 1990-х годов 4 испытания показали, что использование волокон в бетонной смеси имеет тенденцию к снижению вероятности взрывного скалывания в огне. Полипропиленовые микроволокна использовались в бетонных конструкциях в течение последнего десятилетия, особенно в туннелях после серии туннельных пожаров, в результате которых взрывные скалывания вызвали серьезные структурные повреждения бетонной облицовки.Примеры включают железнодорожное сообщение туннеля под Ла-Маншем и туннель Дублинского порта. Негорючие преимущества микроволокон включают уменьшение пластических усадочных трещин, предотвращение сегрегации в самоуплотняющемся бетоне и, в некоторой степени, снижение повреждений при замораживании-оттаивании.

Производство полипропиленовых волокон начинается с объемного полимера, который экструдируют и растягивают. Экструзионное растяжение устанавливает кристалличность на уровне 55%. Кристаллическое/аморфное расщепление обеспечивает плотность 0,91 г/см 3 .Кристалличность определяется молекулярной массой (MW) полимера и термической историей во время экструзии, когда применяется некоторое растяжение. Второй этап растяжения в печи не увеличивает процент кристалличности в какой-либо значительной степени, но основной эффект заключается в ориентации кристаллитов (что обеспечивает большее выравнивание в осевом направлении), что приводит к большой разнице между осевой и радиальной прочностью на растяжение. Следовательно, растянутое волокно имеет гораздо большую прочность на растяжение или «цепкость».Даже до растяжения прочность на растяжение высока, но дополнительная прочность, достигнутая во время второй стадии растяжения, обеспечивает исключительную прочность на растяжение, так что с ним можно обращаться как с обычным текстилем (исходное использование полипропиленовых волокон). Прочность волокон на растяжение описана далее в статье в разделе «Механические свойства». Нагрев меняет всю ориентацию, а также изменяет растяжение волокон во время производства, что приводит к восстановлению эластичности во время плавления, как показано далее на рис.12, когда волокна сокращаются в длину и расширяются в ширину. Рандомизация происходит во время нагревания до тех пор, пока вся кристалличность не будет потеряна, когда ПП нагревается выше точки плавления. Расплавленный полипропилен на 100% аморфен независимо от того, происходит ли он из волокна, автомобильного бампера или стула для штабелирования. Стулья, например, изготавливаются методом литья под давлением и могут иметь кристалличность, приближающуюся к 55%, но имеют другую историю производства, чем полипропиленовые волокна (или трубы, которые также экструдируются). Это краткое описание указывает на то, что в некоторых отношениях свойства волокна отличаются от свойств объемного полимера (например,грамм. прочность на растяжение и ориентация кристаллитов), но не отличаются в других отношениях, таких как процент кристалличности и процессы, предшествующие плавлению (например, рис. 11 далее в настоящей статье). Эти особенности описаны в данной статье. Во второй статье1 представлены размерные характеристики волокон по отношению к бетону и его поведение при взрывном скалывании во время пожара.

Рис. 12. Схематическое изображение растяжения полипропиленовых волокон при изготовлении и упругого восстановления при плавлении, когда волокна сокращаются по длине и расширяются по ширине с уменьшением плотности до 0,85 г/см 3 и общим увеличением объема на 7% по сравнению с ненагретым полукристаллическим материалом (0,91 г/см 3 )

Рис.11. Потеря массовой доли (испарение при пиролизе) с повышением температуры для нестабилизированного образца и-ПП массой 10 мг, нагретого со скоростью 10°С/мин в аргоне, полученная по результатам испытаний методом термогравиметрического анализа (ТГА). Перерисовано и разработано с добавлением текста и затенения из Ref. 18

Тип волокна, рассматриваемый в данной статье, представляет собой моноволокно, стабилизированное против окисления и покрытое диспергирующим агентом для обеспечения хорошей дисперсии во время литья. После литья диспергатор и волокна должны были диспергироваться в бетоне, оставляя гидрофобные волокна без покрытия.Размеры волокон, рассматриваемых в данной работе, составляют от 10 до 100 мкм в диаметре и до 12 мм в длину. Имеющиеся в продаже волокна имеют диаметр от 15 мкм до примерно 40 мкм (такой же порядок, как у тонких человеческих волос).

РР содержание волокна, используемого в бетоне для снижения вероятности взрывного выкрашивания при пожаре, на практике составляет от 1 до 3 кг на м 3 бетона, в зависимости от силы пожара, влажности и проницаемости бетона. Ниже 1 кг/м 3 эффективность может снизиться.Когда содержание волокна превышает 3 кг/м 3 , начинают доминировать проблемы обрабатываемости. Таким образом, в этой статье представлен анализ содержания волокна micro в диапазоне 1–3 кг/м 3 для обеспечения преимуществ с точки зрения противопожарной защиты. Однако дозировка более грубых волокон макро-, используемых в конструкционных целях, выше и находится в диапазоне 3–9 кг/м 3 , в зависимости от применения. Для данного веса количество грубых макроволокон меньше, чем у более тонких микроволокон.Анализ влияния диаметра волокна на ряд параметров приведен в части 2.1. до 0,042–0,125 % массы бетона. Даже если предположить, что микроволокна полностью испаряются из бетона при нагревании, связанная с этим потеря веса может быть даже не обнаружена экспериментально, если только весы не обладают достаточной чувствительностью, чтобы обнаруживать изменения веса примерно до 0,01% веса бетона. образец.Это сопоставимо с примерно 5% содержания испаряемой воды по весу во влажном бетоне и таким же количеством химически связанной воды.

В пересчете на объем и при условии, что плотность волокна составляет 0·91 г·см 3 , соответствующий объем микроволокна в 1 м 3 бетона будет находиться в диапазоне 0·11–0 ·33% объема бетона. Однако, учитывая, что волокна диспергированы в цементном тесте, и если предположить, что составляющая цементного теста составляет 30% бетона по объему, то объемное содержание микроволокон в цементном тесте будет примерно 0,37–1·. 01% от объема цементного теста.

Водяной пар, полипропилен и бетон

Раздел:

ВыбратьВерх страницыАннотацияВведениеПолипропиленовые волокна в п…Водяной пар, полипропилен… <<Химическая активностьМолекулярная массаМолекулярная структураМолекулярные размерыРазложение в твердом телеПлавление полипропиленаГорениеТепловые свойстваМеханические свойстваВыводы

Вода и полипропилен сильно различающиеся по полярности и отсутствие сродства друг к другу означает, что проницаемость воды через ПП низкая.Несоответствие полярности также имеет место между полипропиленом и бетоном во время смешивания, твердения и в затвердевшем состоянии. Полипропиленовые волокна покрыты диспергирующим агентом для обеспечения хорошей дисперсии во время литья. После литья диспергатор и волокна диспергировались бы в бетоне, оставляя непокрытые гидрофобные волокна в контакте с твердеющим бетоном с плохим смачиванием на границе между волокном и бетоном, которая могла бы содержать воду в свободной, физически связанной и межфазной формах. как химически связанная вода, все из которых способствуют увеличению давления паров во время пожара.Опыт в других местах показывает, что плохая межфазная адгезия с бетоном может способствовать капиллярному переносу воды, а слабосвязанная область всегда уязвима для разрушения под давлением (пара). Исходя из этого, для выхода из этого композита водяному пару не нужно проходить через полимер (рис. 1).

Рис. 1. Сброс давления пара вокруг плохо смоченного волокна

Полукристаллические полимеры относятся к наименее проницаемым из полимеров и служат основой для многих упаковочных (барьерных) пленок для пищевых продуктов.Проницаемость полипропилена для водяного пара увеличивается с повышением температуры в соответствии с уравнением Аррениуса P = P 0 exp (−Δ E p /RT). P для водяного пара в ПП (плотность 0·901) составляет 5·1×10 −8 при 25°C,5 или 6·8×10 −9 для водяного пара в PP при 30°C, и Δ E p 42 кДж/моль.6

РР не должен демонстрировать какой-либо восприимчивости к воздействию окружающей среды водой, независимо от того, происходит ли это воздействие физическими (сольватация) или химическими (гидролиз) средствами.Молекула представляет собой чистый углеводород, которому не хватает полярности или химической функциональности для какого-либо подобного эффекта. Установлено, что полипропилен устойчив к дистиллированной воде и пару при 100°C в течение 30 дней испытаний. В нестабилизированном виде он не всегда устойчив из-за действия растворенного кислорода.

Химическая активность

Раздел:

ВыбратьВерх страницыАннотацияВведениеПолипропиленовые волокна в пар…Водо-паровые, полипропиленовые…Химическая активность <<Молекулярная массаМолекулярная структураМолекулярные размерыДеструкция в твердом телеПлавление полипропиленаГорениеТепловые свойстваМеханические свойстваВыводы

Физико-химическая структура бетона в основном основан на химической реакции между водой и негидратированным цементом и продуктами этой гидратации.Полипропилен удивительно устойчив к химическому воздействию. Обладает хорошей стойкостью к кислотам и щелочам и используется в трубопроводах на химических предприятиях. Полипропилен, таким образом, будет химически устойчив к щелочному бетону при рН около 12. Его ахиллесова пята — восприимчивость к окислению, поэтому коммерчески производимые волокна стабилизированы против этой реакции. В остальном полипропилен устойчив к химическим веществам, которые могут разрушить многие другие материалы. Нет известных растворителей для изотактического полипропилена при температуре окружающей среды.

Молекулярная масса

Раздел:

ВыбратьВерх страницыАннотацияВведениеПолипропиленовые волокна в п…Водяной пар, полипропилен…Химическая активностьМолекулярная масса <<Молекулярная структураМолекулярные размерыРазложение в твердом телеПлавление полипропиленаГорениеТепловые свойстваМеханические свойстваВыводы механические свойства и вязкость полимера указаны на рис. 2. Жидкости, такие как бензин, являются низкомолекулярными полимерами.Только когда молекулярная масса увеличивается, получается такой полимер, как полипропилен, с механическими свойствами, необходимыми для изготовления волокон, конкурирующих в качестве текстиля, например, с хлопком. Высокая вязкость расплава следует за увеличением MW, поэтому расплавленные полимеры с высокой молекулярной массой не убегают, как вода.

Рис. 2. Влияние ММ на свойства полимеров

Таким образом, полипропилен является высокомолекулярным углеводородом, свойства которого критически зависят от ММ. Любая деградация этого полимера (термическая или химическая) приведет к снижению молекулярной массы и, как следствие, к ухудшению таких свойств, как прочность (в твердом состоянии) и вязкость (в расплаве).Эти углеводороды (метан, этан и т. д.) с самой низкой молекулярной массой представляют собой газы или пары при комнатной температуре. Жидкости встречаются, когда число атомов углерода достигает четырех или пяти (например, н-пентан, температура кипения 36°C), и увеличение ММ связано с повышением температуры плавления, кипения и вязкости. Молекулярная масса газообразного мономера пропилена (C 3 H 6 ) составляет 42·1 дальтон (атомные единицы массы). Для сравнения, у воды 18,02 Дальтона. Молекулярная масса полипропилена намного выше этих значений. Типичные (числовые) средние молекулярные массы полипропиленовых пластиков находятся в диапазоне 75 000–200 000 дальтон.8 Коммерческие полипропилены поставляются в нескольких марках, охватывающих различные диапазоны MW.

Молекулярная структура

Раздел:

ВыбратьВерх страницыАннотацияВведениеПолипропиленовые волокна в п…Водяной пар, полипропилен…Химическая активностьМолекулярная массаМолекулярная структура <<Молекулярные размерыДеструкция в твердом телеПлавление полипропиленаГорениеТепловые свойстваМеханические свойстваВыводы

4 4 PP (C4 6 ) x представляет собой изотактический (голова к хвосту) полимер (CH 2 − CHMe) n , где Me представляет собой боковую метильную группу (CH 3 ), регулярно расположенную вдоль углеродная цепь, показанная на рис.3, но который на самом деле не плоский, а скрученный в яйцевидную скученность. При комнатной температуре полипропилен примерно на 55% кристаллический и на 45% аморфный с плотностью 0,95 г/см 3 и 0,85 г/см 3 соответственно, что дает общую плотность 0,91 г/см 3 . Кристаллическая и аморфная фазы различаются только степенью упорядоченности и плотностью молекулярной упаковки. Полукристаллический полимер изображен на рис. 4 в виде бахромчатой ​​мицеллы, причем упорядоченная фаза является кристаллической, а неупорядоченная аморфная фаза уподобляется клубку спагетти.Плотная упаковка, необходимая для кристалличности полипропилена, придает молекуле спиральную структуру (рис. 5) с тремя мономерными звеньями на полный оборот (т. е. угол закручивания каждой последующей метильной группы составляет 120°).

Рис. 3. Изотактическая (голова к хвосту) структура полипропилена, где углеродная цепь находится в плоскости бумаги и связи, выходящие вверх (из бумаги), показаны клиньями, а связи, уходящие в бумагу, показаны пунктирными линиями. Однако углеродный стержень скрученный, а не плоский, как показано здесь

Рис.4. Представление полукристаллического полимера в виде бахромчатой ​​мицеллы. Перерисовано из Ref. 9

Рис. 5. Изображение (а) одиночного витка спирали i-PP и (b) упаковки спиралей i-PP с указанием радиуса Ван-дер-Ваальса. (Адаптировано из ссылки 10)

Молекулярные размеры

Раздел:

ВыбратьВерх страницыАннотацияВведениеПолипропиленовые волокна в п…Водяной пар, полипропилен…Химическая активностьМолекулярный весМолекулярная структураМолекулярные размеры <<Разложение в твердом телеПлавление полипропиленаГорениеТермические свойстваМеханические свойстваВыводы 9006 повторяющаяся единица ПП (рис.6) содержит три атома углерода и шесть атомов водорода (C 3 H 6 , 1 моль = 42·1 г), образуя строительный блок молекулы полипропилена, состоящей из 2400 мономерных звеньев (~100 кМ). Расстояние повторения составляет 6,5 ангстрем (Å).9 Если полипропилен является 100% кристаллическим, он будет иметь скрученную конфигурацию и длину цепи от конца до конца 5200 Å (520 нм). 100% аморфный полимер не упорядочен, но сохраняет некоторую скрученную конфигурацию. Он будет иметь среднеквадратичную (среднеквадратичную) длину 14 нм (рис.7) и общей длиной 739 нм. Оба значения представляют собой невероятные крайности поведения, поскольку ни одна молекула не может быть ни на 100 % кристаллической, ни на 100 % аморфной. На микросреду вокруг данного участка молекул, вероятно, больше влияют соседние молекулы, чем удаленные части той же цепи. Здесь важны межмолекулярные расстояния, а высокая вязкость в стадии расплава становится ключевым фактором, влияющим на любое течение в бетоне, а не только на размеры. В паровой фазе (испаряющейся при температуре выше 350°C) размеры молекул 0,68–1,08 нм достаточно малы, чтобы проникать в бетон, и полярность не имеет значения.Распределение пор по размерам в нагретом бетоне указывает на пиковую концентрацию около 10–100 нм. В бетоне гелевые поры имеют размер порядка 1,5–2,0 нм, а капиллярные поры имеют размер около 1 мкм.12 Микротрещины и зазоры в области интерфейса между заполнителем и цементным тестом могут быть более 1 мкм. На рис. 8 показано распределение пор по размерам в бетоне марки С90, нагретом до различных температур до 700°С и испытанном после охлаждения13. Следует отметить, что в процессе охлаждения возможно образование микротрещин.

Рис. 6. Представление молекулы воды и повторяющегося звена PP (C 3 H 6 ) в формате заполнения пробелов. Единицы в ангстремах

Рис. 7. Среднеквадратичное значение (среднеквадратичное значение) вероятной сквозной длины цепи в 100% аморфной фазе (14 нм), полученное из соображений вероятности случайных блужданий.11 Это не общая длина или общая ширина молекулы

Рис. 8. Влияние температуры на распределение пор по размерам в бетоне С90, нагретом при нулевой нагрузке и испытанном после охлаждения.Перерисовано из Ref. 13

Разложение в твердом теле

Раздел:

ВыбратьВерх страницыАннотацияВведениеПолипропиленовые волокна в паре…Вода-пар, полипропилен…Химическая активностьМолекулярный весМолекулярная структураМолекулярные размерыРазложение в твердом теле <<Плавление полипропиленаГорениеТермические свойстваМеханические свойстваВыводы

Любая деградация полипропилена его температура плавления будет в значительной степени ограничена перегруппировками в основной цепи полимера и возможностью некоторого снижения молекулярной массы.Учитывая склонность к окислению, возможно, неудивительно, что антиоксиданты являются важными добавками для полипропилена. Эти стабилизаторы борются как с термической, так и с кислородной деградацией, которая была бы медленной в твердом состоянии. Разложение происходит в аморфной фазе, в которой диспергированы и стабилизаторы, и кислород, а не в кристаллической фазе, малоподвижной и тесно связанной между собой: одинаковой во всех частях. Аморфная фаза более независима от вибрирующих и вращающихся молекул.

Следует отметить, что энергии активации термоокисления намного ниже, чем для чисто термического разложения (термолиза), где для полипропилена сообщаются значения около 250 кДж/моль.14 Таким образом, при наличии кислорода будет происходить термоокисление. легче, чем термолиз.

Плавление полипропилена

Раздел:

ВыбратьВерх страницыАннотацияВведениеПолипропиленовые волокна в п…Вода-пар, полипропилен…Химическая активностьМолекулярный весМолекулярная структураМолекулярные размерыРазложение в твердом состоянииПлавление полипропилена <<ГорениеТермические свойстваМеханические свойстваВыводы

Процесс плавления 90 При этом присутствуют как кристаллические (упорядоченные), так и аморфные (неупорядоченные) материалы (рис.4). Процесс плавления ПП представляет собой разрушение кристалличности для создания полностью аморфного полимера. Выше его конечной точки плавления присутствует только аморфный материал. С молекулярной точки зрения процесс плавления — это просто потеря кристаллического материала. Учитывая высокую ММ и полукристаллическую природу ПП, ступенчатые переходы в процессе плавления отсутствуют. Плавление делает молекулу полимера подвижной и вязкой с «коллапсом» модуля упругости.

Температуры плавления

Плавление происходит в диапазоне температур, как видно из ширины эндотермы плавления (рис.9) и начинается уже с 150°C. Обычно упоминаемая температура плавления 165°C соответствует максимальной скорости плавления T m (т.е. пик эндотермы плавления). Кривая эндотермы зависит от условий испытаний (скорость нагрева и термическая предыстория полимера). «Максимальная» температура плавления 176°C является точкой исчезновения окончательной кристалличности и называется термодинамической температурой плавления T td-m .

Рис. 9. Диапазон эндотермы плавления полукристаллического полимера, измеренный методом ДСК, показывающий T m в качестве пика эндотермы.Плавление ПП начинается при 150°С, достигает пика при Т м при 165°С и заканчивается при 176°С

Скрытая теплота плавления

Для изотактического ПП скрытая теплота плавления (или энтальпия ) плавления составляет 8,7 кДж/моль15 и 10,0 кДж/моль16. В пересчете на кДж/г эти значения равны 0,21 кДж/г и 0,24 кДж/г соответственно. Конечно, это касается только содержания кристаллов. Для полимера с кристалличностью 55 % эти значения становятся равными 0,11 кДж/г и 0,13 кДж/г для образца в целом.

Вязкость расплава

Характер расплава полимера описывается в терминах вязкости. Вязкоупругость полипропилена подразумевает определенную степень структуры материала, формально классифицируемого как жидкость. Вязкость зависит от степени стабилизации и увеличивается с увеличением ММ и уменьшается с увеличением скорости сдвига и температуры в соответствии с уравнением Аррениуса для стабилизированных полимеров с Δ E для полипропилена, равным 46 кДж/моль.17 В случае полимерных расплавов зависимость от сдвига противоречит простому применению уравнения Аррениуса, и выражение в лучшем случае применимо только при постоянных скоростях сдвига.Коэффициент вязкости при 230°С достигает 500 Па/с и более при очень низкой скорости сдвига (рис. 10).

Рис. 10. Коэффициент вязкости (Па/с) в зависимости от скорости сдвига (1/с) для 22 MFI PP при 230°C. Примечание: Вязкость по капиллярному реометру. Скорость сдвига представляет собой среднее значение по всему расплаву, и обычно скорость сдвига и вязкость называют кажущимися значениями

Повышение температуры снижает вязкость по двум механизмам: увеличению молекулярной энергии и уменьшению размера молекул за счет термического разложения ( Инжир.11). К сожалению, поиск по литературе не дал данных о зависимости вязкости расплавленного полипропилена от температуры. Следует отметить, что расплавы полимеров несжимаемы, а сжатие снижает молекулярную подвижность.

Индекс текучести расплава (MFI) определяет технологичность в граммах в минуту, проходящих через стандартную головку при стандартной нагрузке (2·16 кг) при 230°C. Значения MFI для коммерческих полипропиленов находятся в диапазоне от 0,5 до 136 (26 для волокон ADFIL).

Капиллярное течение расплавленного полипропилена

Расплавленный полипропилен представляет собой высоковязкий материал (рис.10) за счет внутреннего трения в материале. Проталкивание молекул через мелкие щели в бетоне, вероятно, потребует больших усилий. С учетом стандартного испытания штампа, где MFI измеряется в граммах в минуту при прохождении через штамп (длиной 8 мм и диаметром 2,1 мм) под нагрузкой 2,16 кг (перепад давления 6,1 МПа Δ P ) при 230 °С. Расчеты на основе волокон Adfil (ПТР 26 г/мин) дают расход 430 мг/с, что соответствует объемному расходу 0,51 см 3 /с для расплава плотностью 0,85 г/см 3 и касательное напряжение 4·0 × 10 5 Па.Скорость сдвига 560 с -1 и коэффициент вязкости около 710 Па/с.

Если стандартную матрицу в индексаторе текучести расплава заменить на матрицу такой же длины, но в тысячу раз более узкую ( r уменьшен с 1 мм до 1 мкм, как в бетоне), рабочее давление должно увеличиться в несколько раз из 10 6 для поддержания того же расхода. Если бы движущее давление не увеличивалось, скорость в канале упала бы в 10 6 раз.

Давление расплава перед головкой при экструзии может достигать 34 МПа.Давление впрыска при литье под давлением может достигать 250 МПа. Следует подчеркнуть, что эти давления предназначены для потока через отверстие диаметром 1 мм и будут значительно выше через более мелкие поры бетона, чтобы поддерживать тот же поток из-за эффекта r 2 . Экспериментальные19 и численные оценки20,21 порового давления в нагретом бетоне дают значения порядка 0,5–4 МПа. Также следует иметь в виду, что давление, необходимое для течения, представляет собой перепад давления (Δ P ), и высокое давление вокруг волокна просто вызовет сжатие, а не течение.

Разложение в расплаве (пиролиз)

По мере повышения температуры расплавленного полипропилена начинается эндотермическая термическая деструкция в результате процесса случайного разрыва, который по существу представляет собой разрыв самых слабых углерод-углеродных связей в углеродной основной цепи, что приводит к постепенному снижению ММ. Этот процесс называется «термическим пиролизом». Дальнейшее уменьшение молекулярной массы в конечном итоге приводит к тому, что молекулы становятся достаточно маленькими, чтобы улетучиваться. Этот процесс эндотермический (теплота газификации –2 кДж/г).

При температуре около 350°C образуются энергосодержащие летучие соединения. Первыми высвобождаются более крупные молекулярные массы с примерно 20–30 атомами углерода. Полимеры с числом атомов углерода более 20–30 не улетучиваются. При повышении температуры образуются более легкие продукты с молекулярной массой. Например, C24H58 C21H52 C18H46 C15H40 C12H34 C9H28 C15H22

Наиболее обильные продукты обширного пиролиза (похожих на тепловое крекинг в масле) являются летучие диммеров и триммер пропилена, классифицированные как алканы (I.E. C 6 H 12 и C 9 и C 9 Н 18 ).22 К 475°C весь расплавленный полипропилен испарится. В газовой фазе молекулы действуют независимо друг от друга, и здесь можно рассматривать проникновение изолированной молекулы в бетон. При этих высоких температурах молекулы обладают высокой энергией, и все связи подвергаются вращению и колебаниям, так что молекула может быстро переходить из одной формы в другую. Эффективные диаметры семи летучих частиц, приведенных выше, находятся в диапазоне от 0,68 для самых маленьких из этих летучих молекул до 1,08 нм для самых больших, тогда как полярность в паровой фазе не имеет значения.Таким образом, можно сделать вывод, что продукты пара являются небольшими и достаточно летучими, чтобы проникнуть в пористую структуру бетона (рис. 8).

Этот процесс испарения замедляется под действием гидравлического давления, но не останавливается. Учитывая уровни давления в бетоне (несколько МПа), процесс парообразования может быть задержан на несколько градусов по Цельсию, но при численном моделировании этим можно пренебречь.

В отсутствие стабилизатора (например, антиоксиданта) i-PP демонстрирует заметную деградацию при температурах до 250°C.18 Потеря массы была обнаружена термогравиметрическим анализом (ТГА) нестабилизированного ПП при температуре около 325°C при нагреве в аргоне со скоростью 10°C/мин (рис. 11). Это разрушение зависит от скорости нагрева: оно происходит примерно на 15°С ниже при 5°С/мин и примерно на 15°С выше при 20°С/мин. Эти температуры были бы несколько выше, если бы использовался стабилизированный сорт.

Температура пиролиза зависит от

  1. наличия кислорода

  2. предыдущей истории образца, включая антиоксидантную стабилизацию

  3. скорость повышения температуры

  4. 90

Температура пиролиза, T p , соответствует максимальной скорости потери веса. На самом деле это бессмысленно, так как пиролиз происходит в диапазоне температур

  1. обнаруживаемый пиролиз (т.е. испарение) начинается при 325°C

  2. пик пиролиза-испарения T p , 358°C 469°C

  3. пиролиз завершается при 475°C и весь полипропилен испаряется.

Важно понимать, что T p – это не пороговое значение, а характеристическая температура, полученная в ходе стандартного испытания.Действительно, деградация значительно прогрессирует, когда достигается T p .

Горение

Раздел:

ВыбратьВерх страницыАннотацияВведениеПолипропиленовые волокна в п…Водяной пар, полипропилен…Химическая активностьМолекулярный весМолекулярная структураМолекулярные размерыРазложение в твердом телеПлавление полипропиленаГорение <<Тепловые свойстваМеханические свойстваВыводы

При пиролизе выделяются летучие углеводородные соединения примерно до 13 м 3 газов/м 3 бетон при 400°C и давлении 1 бар для содержания волокна 3 кг/м 3 ) в эндотермической реакции -2 кДж/г.

Максимальное теоретически возможное тепловыделение при окислении полипропилена при температуре около 500°C рассчитано для содержания волокна 1–3 кг/м 3 , в предположении пористости бетона 15 % с заполненными воздухом порами и тем, что воздух и летучие углеводородные газы локально полностью перемешиваются. В этих теоретических условиях максимальная теплота, выделяемая при полном сгорании/или окислении углеводородных газов, по расчетам, составляет от 473 до 356 кДж/м 3 бетона (ограничено 37–28 г кислорода, присутствующего в бетоне).На практике считается маловероятным, что даже эта небольшая степень окисления продуктов пиролиза полипропилена может происходить внутри бетона из-за судьбы воды в бетоне и объема выделяемых углеводородных продуктов.

При температурах 400–500°С пористая структура бетона укрупняется (рис. 8). Расширяющееся газовое облако будет смешиваться с водяным паром в матрице под давлением и проникать через поры и пустоты, ранее содержащие твердый полипропилен, и высвобождаться с поверхности бетона.В этих условиях отсутствует контакт между углеводородными газами и воздухом в матрице бетона, а значит, нет возможности для значительного окислительного негорючего разложения и выделения тепла. Фактически будет поглощено 2 кДж/г ПП для газификации. Это основано на предположении, что воздух был вытеснен из пор бетона водяным паром, выделяющимся из внутренних зон бетона во время пожара. У поверхности бетона углеводородные газы и пар будут смешиваться с воздухом и пламенем от первичного пожара.Если концентрация кислорода в факеле огня достаточно высока, углеводородные газы могут гореть в этой точке. В том маловероятном случае, когда эти газы выбрасываются из любого пламени, они воспламеняются в смеси с воздухом, если температура воздуха составляет около 550 ° C, но если от источника огня присутствует пламя, газы воспламеняются при температуре около 350–400. °С. При идеальном сгорании в присутствии достаточного количества кислорода образуются только вода и углекислый газ. Несовершенное сгорание также приводит к образованию угарного газа, дыма и смешанных органических соединений.Теплота сгорания полипропилена составляет около 4600 кДж/кг (4·6 кДж/г) в условиях хорошо вентилируемого горения. В таком месте, как крыша туннеля во время сильного пожара, условия, вероятно, будут нарушены, поэтому локальная теплота сгорания, вероятно, будет значительно меньше, в зависимости от наличия кислорода. Например, при стехиометрическом соотношении топливо/воздух 2:1 теплота сгорания уменьшается вдвое. Однако эти частично сгоревшие топливные газы при туннельном пожаре, вероятно, смешаются с топливом от первичного пожара в шлейфе пожара и сгорят ниже по течению, поскольку они смешиваются с большим количеством воздуха.

Имеющиеся в продаже полипропиленовые волокна содержат антиоксидантные стабилизаторы. Они присутствуют, чтобы препятствовать медленному окислению и разложению материала из-за кислорода, доступного в окружающей среде, в течение длительных периодов времени. Считается, что они обладают небольшими огнезащитными свойствами или вообще не обладают такими свойствами, предотвращающими окисление в условиях пожара.

Термические свойства

Раздел:

ВыбратьВерх страницыАннотацияВведениеПолипропиленовые волокна в п…Водяной пар, полипропилен…Химическая активностьМолекулярный весМолекулярная структураМолекулярные размерыРазложение в твердом телеПлавление полипропиленаГорениеТепловые свойства <<Механические свойстваВыводы

Коэффициент линейного расширения

линейное тепловое расширение ПП анизотропно и находится в пределах 100 мк ε /°С для температур 20–60°С; она увеличивается до 150 мк ε /°С для температур 60–100°С и 210 мк ε /°С для температур 100–140°С.24 Коэффициент теплового расширения бетона зависит от типа и содержания заполнителя, а также от влажности. При комнатных температурах коэффициент теплового расширения может находиться в пределах 4–6 μ ε /°C для известнякового бетона, 6–7 μ ε /°C для базальтовых и гранитных бетонов и 13 μ ε /°C для кварцитобетон.12 Таким образом, коэффициент теплового расширения полипропилена при температуре окружающей среды примерно в десять раз больше, чем у бетона. Ясно, что если бы модули упругости были одинаковыми, то при нагреве на окружающую матрицу возникали бы большие паразитные растягивающие напряжения.Меньшие растягивающие напряжения фактически реализуются благодаря более низкому модулю волокна и влиянию термической деформации под нагрузкой (LITS) в матрице.25 При температурах до 300°C коэффициент теплового расширения ряда бетонов (легкий, базальт, известняк) колеблется ниже 20 μ ε /°C,25 все же на порядок меньше, чем у ПП.

Анизотропное объемное расширение при плавлении

ПП также подвергается анизотропному объемному расширению при плавлении сверх нормального теплового расширения.Производство представляет собой процесс растяжения, при котором растянутое состояние замораживается на месте в процессе кристаллизации. Аморфная фаза имеет наложенное на нее расширение. Если кристаллы впоследствии расплавить, ограничения на движение снимаются, и молекулы получают свободу вернуться к своим предпочтительным размерам. По сути, процесс ориентации (растяжения) будет обращен вспять за счет эффектов термической рандомизации. Таким образом, при плавлении ориентированное полипропиленовое волокно сжимается по длине и расширяется по ширине.Плотность аморфного i-PP будет равна 0,85 г/см 3 , а общее увеличение объема составит 7% по сравнению с ненагретым полукристаллическим материалом (0,91 г/см 3 ). Этот эффект показан на рис. 12.

Этот направленный эффект дополняет нормальное объемное расширение волокна. В целом, эффект нагрева волокна, встроенного в бетон, будет заключаться в лучшем заполнении доступного пространства. Однако это означает, что в определенных частях также могут быть сокращения, которые могут создать возможные полости для переноса газа.

Удельная теплоемкость

Удельная теплоемкость полипропилена колеблется от 1,68 Дж/г°C при 23°C до 2,1 г/°C при 100°C.24 Поскольку молекулярная подвижность увеличивается с повышением температуры, удельная теплоемкость должна быть выше выше точки плавления полимера, чем ниже ее. Видно, что это имеет место для ПП, у которого удельная теплоемкость превышает 3 Дж/г°С при температурах около 300°С. На рис. 13 показано увеличение удельной теплоемкости в диапазоне 200–305 °С для двух разных марок ПП.26 Верхний график относится к классу MW (средневзвешенный, MW) 108 тыс., а нижний график — к классу MW 180 тыс. Влияние МВ в лучшем случае незначительно. Однако, хотя влияние МВт незначительно, влияние давления — нет. Расплавы полимеров несжимаемы, а сжатие снижает молекулярную подвижность и удельную теплоемкость. Данные на рис. 13 приведены для давления в одну атмосферу (строго говоря, теплоемкости при постоянном давлении). Повышение давления до 200 атм могло привести к снижению удельной теплоемкости более чем на 10°.Что касается бетона, то типичное значение удельной теплоемкости насыщенного бетона при 20°С составляет 1,0 кДж/кг°С. Однако значение может варьироваться от 0,7 до 1,5 кДж/кг°C. быстрое выделение свободной воды из бетона и поглощение скрытой теплоты парообразования. Если пренебречь скрытыми тепловыми эффектами, то «явная» удельная теплоемкость бетона увеличивается примерно на 30% при 200°С и на 60% при 600°С.Таким образом, по существу, удельные теплоемкости ПП и бетона близки.

Рис. 13. Удельная теплоемкость (Дж/г°C) в зависимости от температуры (°C) для двух марок полипропилена. Перерисовано из Ref. 26

Теплопроводность

Теплопроводность полипропилена при температуре от 15°C до 115°C составляет около 0,22 Вт/м°C.24 Теплопроводность бетона зависит от типа заполнителя, содержания заполнителя и влажности. Для насыщенного бетона при температуре окружающей среды она составляет около 1,0–3,6 Вт/м°С.29 Она увеличивается примерно на 15% при температурах до 80°С, затем снижается до исходного уровня примерно при 100°С, снижается примерно на 20% при 150°С и на 40% примерно при 300°С. Теплопроводность насыщенного бетона при комнатной температуре примерно в 5–15 раз выше, чем у полипропилена.

Механические свойства

Раздел:

ВыбратьВерх страницыАннотацияВведениеПолипропиленовые волокна в п…Водяной пар, полипропилен…Химическая активностьМолекулярный весМолекулярная структураМолекулярные размерыРазложение в твердом телеПлавление полипропиленаГорениеТепловые свойстваМеханические свойства <<Выводы

Влияние приложения силы на Удлинение пластика можно представить на рис.14. До момента разрушения, когда напряжение снято, пластик обычно возвращается в прежнее состояние, но после разрушения, образования шейки, холодного волочения и разрушения этого не происходит. Форма кривой зависит от многих переменных помимо материала. К ним относятся температура, влажность, приложенная сила, скорость испытания и геометрия образца. Для определения полных свойств материала необходимо проводить различные испытания в различных условиях.30

Рис. 14. Деформационно-напряженное поведение полипропиленовых волокон.Перерисовано из Ref. 30

Модуль упругости

Температура окружающей среды

Как и бетон, полипропилен является вязкоупругим материалом. Кратковременные значения модуля упругости, измеренные при растяжении при температуре окружающей среды для i-PP и полученные из литературы, обычно находятся в диапазоне 0,5–7,6 ГПа для марки MFI 0,5–136 (модуль изгиба 0,5 –2,4 ГПа)31 и 1,4 ГПа для марки МФИ 22 (модуль изгиба также 1,4 ГПа) и 1,5–2 ГПа. Испытания волокон ADFIL показали среднее значение модуля упругости 4·15 ГПа при температуре окружающей среды.30 Относительно низкий модуль объясняется молекулярной гибкостью аморфной фазы. В бетоне модуль упругости зависит от типа бетона (легкий бетон имеет более низкий модуль). Типичные 28-суточные статические значения модуля упругости нормального бетона, измеренные при сжатии при температуре окружающей среды, составляют от 18 ГПа (для бетона с прочностью на сжатие 20 МПа) до 38 ГПа (для бетона с прочностью 60 МПа)32. автор указал значение около 50 ГПа для высокопрочного бетона 110 МПа.На практике все чаще применяют высокопрочные бетоны 60 МПа и более. Наилучшее предположение состоит в том, что модуль упругости бетона при растяжении равен модулю упругости при сжатии.12,33,34 В этом случае модуль бетона при комнатной температуре примерно в 5–30 раз больше, чем у полипропилена.

Повышенные температуры

ПП имеет две основные области размягчения: одна вблизи T g (температура стеклования), а другая около T m (температура плавления кристалла).При температурах ниже T g значения модуля лежат в области ГПа, то есть 1 ГПа или выше.35 Между T g и T m значения модуля могут опускаться до области МПа. (рис. 15). Модуль быстро падает примерно на уровне 90 481 T 90 482 90 244 m 90 245 , поскольку межмолекулярные ассоциации разрушаются, и любая остаточная эластичность низкого уровня является результатом эффектов высокой молекулярной массы и временных молекулярных зацеплений. Верхняя рабочая температура ПП составляет около 80°С, что ниже точки кипения воды при атмосферной температуре (100°С).Учитывая также плохую адгезию с цементным тестом, слабо связанная область всегда уязвима для разрушения под давлением пара, а сам твердый ПП становится все более гибким в диапазоне 100–165°C. Модуль разрушается при температуре кристаллического расплава 165°С. Любая остаточная эластичность расплава является результатом молекулярного запутывания и естественной эластичности молекул с очень высокой молекулярной массой. Напротив, бетон С70 может сохранять 50 % своего модуля как в горячем, так и в остаточном состоянии до 400°C (рис.16) когда ПП уже давно расплавлен. Бетон, нагретый под сжимающей нагрузкой (как на практике), демонстрирует значительно меньшее снижение модуля, чем нагретый без нагрузки. Бетон С70 испытал незначительную потерю прочности как в горячем, так и в остаточном состоянии при температурах до 300°C при нагрузке на 20°C от начальной прочности при нагреве.37

Рис. 15. График зависимости динамического модуля (ГПа) от температуры ( °С) для «твердого» ПП; перерисовано и разработано на основе испытаний Зауэра и Пае35, показывающих температуру стеклования T g (от -10°C до +10°C), верхнюю рабочую температуру 80°C и пиковую температуру плавления 165°C, а также полная термодинамическая температура плавления кристалла 176°C36

Рис.16. Относительное снижение остаточной прочности на сжатие и модуля бетона С70, прошедшего термоциклирование без нагрузки и при нагрузке 20 % зазор значительно увеличивается с повышением температуры. При 100°C бетон будет иметь модуль упругости примерно в 100+ раз больше, чем у полипропилена, а при 150°C этот показатель увеличивается примерно в 1000+ раз. При температуре выше 165°С модуль ПП падает, в то время как модуль бетона не может сильно измениться по сравнению с исходным ненагретым значением.

Прочность

Полипропилен удерживается вместе слабыми силами Ван-дер-Ваальса в кристаллической фазе, обычно оцениваемыми в 2,5–7,5 кДж/моль. Следует особо отметить, учитывая, что отдельные межмолекулярные силы в таких углеводородах довольно низки, что полипропилен может достигать предела прочности при растяжении свыше 30 МПа и более. Межмолекулярные силы оказывают кумулятивный эффект. Данные из литературы дают предел прочности при растяжении около 20–80 МПа, а предел текучести составляет около 12–43 МПа (ПТР 0,5–136).38 Испытания, проведенные при температуре окружающей среды на волокнах ADFIL, показали предел прочности при растяжении 557 МПа,30 что более чем в 100 раз превышает предел прочности бетона. Прочность бетона на растяжение при прямом растяжении колеблется от примерно 1 МПа (для прочности на сжатие 15 МПа) до примерно 3–4 МПа (для прочности на сжатие 60–80 МПа). …Водяной пар, полипропилен…Химическая активностьМолекулярный весМолекулярная структураМолекулярные размерыРазложение в твердом состоянииПлавление полипропиленаГорениеТепловые свойстваМеханические свойстваВыводы <<

PP представляет собой высокомолекулярный углеводород, содержащий до 2400 мономерных звеньев и с повторяющимся звеном C 3 H 6 (повторяющееся расстояние 6,5 Å) и содержащее при температуре окружающей среды около 55% кристаллической и 45% аморфной фаз с общей плотностью 0,91.Вероятное расстояние от конца до конца для одной молекулы i-PP с молекулярной массой 100 составляет 520 нм, если молекула является 100% кристаллической (зависит от полярности), и 14 нм в качестве среднеквадратичного значения. длина, если молекула на 100% аморфна (зависит от полярности). Учитывая высокую вязкость ПП в фазе расплава, его относительно большой молекулярный размер, запутанность сестринскими молекулами, отсутствие сродства с бетоном и малый размер пор бетона даже при температурах 200–500°С (пик около 10 –100 нм) потребуются значительные усилия, чтобы протолкнуть молекулы через поры бетона даже для пор размером 1–10 мкм.В паровой фазе эффективный диаметр летучих продуктов составляет около 0,68–1,08 нм (полярность не имеет значения), что является небольшим и достаточно летучим для проникновения в пористую структуру бетона.

Вода и полипропилен сильно различаются по полярности, и отсутствие сродства друг к другу означает, что проницаемость воды через полипропилен низкая. Несоответствие полярности также имеет место между полипропиленом и бетоном, и это может вызвать плохое смачивание на границе раздела между волокном и бетоном. Опыт в других местах показывает, что плохая межфазная адгезия с бетоном может способствовать капиллярному переносу воды, а слабосвязанная область всегда уязвима для разрушения под давлением (пара).Исходя из этого, водяному пару не нужно проходить через полимер, чтобы выйти из этого композита.

ПП претерпевает неступенчатые переходные фазовые превращения при нагревании, начиная с фазы размягчения стеклования (от -10°C до +10°C), за которой следует эндотермическая (-0,22 кДж/г для кристаллического и — 0,12 кДж/г для аморфной фазы плавления, которая начинается при 150°С, достигает максимума при 165°С и завершается при 176°С. Процесс плавления полипропилена включает разрушение кристалличности для создания полностью аморфного полимера.При плавлении ориентированное полипропиленовое волокно сжимается по длине и расширяется по ширине. Плотность аморфного i-PP будет равна 0,85 г/см 3 , а общее увеличение объема составит 7% по сравнению с ненагретым полукристаллическим материалом (0,91 г/см 3 ). За плавлением следует эндотермический (-2 кДж/г) пиролиз, включающий расщепление углеродной цепи на более мелкие молекулы. Заметный пиролиз начинается примерно при 325°C с выделением паров углеводородов. Пиролиз достигает пика примерно при 460°C и завершается при 475°C.Летучие продукты воспламеняются при 550°С в присутствии кислорода, но при прямом воздействии пламени они воспламеняются примерно при 350-400°С. Теплота сгорания полипропилена составляет около +4,6 кДж/г в условиях хорошо вентилируемого горения. Во время пожара с большей вероятностью происходит горение паров углеводородов, выделяющихся с поверхности бетона.

При температурах ниже температуры стеклования модуль упругости ПП лежит в области ГПа. При температуре окружающей среды она составляет около 1–4 ГПа.Она резко падает с повышением температуры, так что при 80°C достигает верхней рабочей температуры, а затем разрушается примерно при 150°C. Модуль бетона при комнатной температуре составляет около 40–50 ГПа при прочности бетона на сжатие в районе 60–100 МПа. Бетон, нагретый под сжимающей нагрузкой (как на практике), претерпевает незначительное снижение модуля при температурах до 165°C, когда PP разрушается. Поэтому модуль бетона больше, чем у ПП при температуре окружающей среды примерно в 5-30 раз, причем этот разрыв значительно увеличивается с повышением температуры.При 100°C бетон будет иметь модуль упругости примерно в 100+ раз больше, чем у полипропилена, а при 150°C этот показатель увеличивается примерно в 1000+ раз. При температуре выше 165°С модуль ПП падает, в то время как модуль бетона может незначительно измениться по сравнению с исходным ненагретым значением.

С пределом прочности ситуация обратная. Учитывая, что отдельные межмолекулярные силы в кристаллической фазе полипропилена основаны на слабых ван-дер-ваальсовых силах, следует отметить, что предел прочности при растяжении превышает 30 МПа, а для некоторых серийно выпускаемых волокон составляет даже 560 МПа.Напротив, прочность на растяжение при прямом растяжении составляет всего 3–4 МПа для прочности бетона на сжатие 60–80 МПа из-за эффекта Гриффита. Таким образом, прочность на растяжение полипропиленовых волокон при температуре окружающей среды примерно в 10–100 раз выше, чем прочность на растяжение бетона.

Коэффициент линейного теплового расширения ПП анизотропен и находится в пределах от 100 мк ε /°С при 20–60°С, до 210 мк ε /°С при 100–140°С. Коэффициент теплового расширения бетона находится в диапазоне примерно до 13 μ ε /°C в зависимости от типа и содержания используемого заполнителя.Таким образом, коэффициент теплового расширения полипропилена при температуре окружающей среды примерно в 10 раз больше, чем у бетона. В дополнение к нормальному тепловому расширению полипропилен испытывает дальнейшее расширение, поскольку полукристаллический материал превращается в аморфный материал с более низкой плотностью во время нагревания (увеличение на 7% при плавлении по сравнению с ненагретым объемом).

Химически полипропилен обладает хорошей устойчивостью к кислотам и щелочам. Он химически стоек к щелочному бетону. Его ахиллесова пята — восприимчивость к окислению, поэтому промышленно производимые волокна устойчивы к этой реакции.

Благодарности

Эта работа была проведена в рамках проекта NewCon, частично финансируемого Министерством торговли и промышленности Великобритании под эгидой многонациональной европейской организации Eureka. Эта поддержка признательна с благодарностью. Авторы также отмечают вклад в эту работу эксперта по токсичности профессора Дэвида Персера в разделе, посвященном горению.

Полипропилен: свойства, обработка и применение

Этот универсальный термопластичный полимер привлек всеобщее внимание, 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 (ПП) пользуется огромной популярностью и в настоящее время является вторым наиболее широко используемым синтетическим пластиком в мире, уступая только полиэтилену (ПЭ). Вы можете найти полипропилен в упаковке, электромонтажных работах, оборудовании, бытовой технике и строительных работах, среди других применений.

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

Здесь вы узнаете о:

  • Физические и химические свойства полипропилена
  • Различные виды полипропилена
  • Как производят и перерабатывают полипропилен
  • Различные области применения полипропилена

Физические и химические свойства

Полипропилен представляет собой линейный углеводородный полимер.Он полужесткий и насыщенный, также известный как полиолефин. Будучи одним из самых универсальных полимерных материалов, полипропилен доступен в виде волокна или пластика.

Белый и полупрозрачный на вид полипропилен представляет собой универсальный термопласт, обладающий высокой прочностью и легким весом. Он имеет низкую плотность, скользкую поверхность и низкий коэффициент трения. Он также превосходно устойчив к теплу, электричеству, усталости, химическим веществам и органическим растворителям. Растрескивание под напряжением не является проблемой для полипропилена, поскольку он также демонстрирует хорошие уровни коррозионной стойкости.

Вот список физических и химических свойств полипропилена. Обратите внимание на высокое удельное электрическое сопротивление и низкий коэффициент теплового расширения, которые придают полипропилену выдающуюся устойчивость и устойчивость к теплу и электричеству.

 

Кроме того, несмотря на небольшой вес, полипропилен способен выдерживать высокие нагрузки благодаря хорошей прочности на растяжение. Он прочен, устойчив к биологическим факторам, дает возможность окрашивания и имеет относительно низкую стоимость, что обусловило его изобилие в самых разных областях применения.

Применение полиэтиленовых катализаторов и технологии к газообразному пропилену позволяет полипропилену кристаллизоваться. Его также можно сополимеризовать (обычно с этиленом) для улучшения свойств материала, таких как прочность и гибкость.

Как и другие термопластичные материалы, полипропилен по определению подлежит вторичной переработке, поскольку новые продукты могут быть изготовлены путем плавления и преобразования полипропилена в пластиковые гранулы.

Типы полипропилена

Полипропилен

может производиться гибко для определенных областей применения: основными формами на рынке являются гомополимеры , блок-сополимеры и статистические сополимеры .

Здесь представлен обзор материалов для полипропилена с описанием некоторых аспектов каждого типа полимера или комбинации полимеров.

Материал

Описание и преимущества

ПП гомополимер

Наиболее распространенный сорт полипропилена общего назначения. Он полукристаллический, твердый, содержит только мономеры полипропилена и подходит для широкого спектра применений, от пластиковой упаковки до автомобилей и здравоохранения.

Полипропиленовый блок-сополимер

Сомономеры, содержащие этилен (5–15 % этилена), расположены в виде регулярных структур, называемых блоками. Это прочный и прочный материал с высокой ударопрочностью, подходящий для промышленных высокопрочных приложений.

РР рандом-сополимер

Этиленсодержащие сомономеры (1–7 % этилена) расположены неравномерно по всей молекуле полипропилена.Он обладает высокой гибкостью и оптической прозрачностью, подходит для приложений с требованиями оптической прозрачности и хорошим внешним видом.

Ударопрочный полипропиленовый сополимер

Это гомополимер полипропилена с сополимерной фазой статистического сополимера полипропилена, содержащий от 45 до 65% этилена. Обладая высокой ударопрочностью, он подходит для упаковки, производства труб и автомобилей.

Терполимер ПП

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

ПП с высокой прочностью расплава (HMS PP)

Полипропилен с разветвленной длинной цепью, обладающий высокой прочностью расплава и способностью к растяжению. Этот полимер обладает широким диапазоном механических свойств, а также высокими термическими и химическими свойствами, что делает его пригодным для использования в качестве пенопластов низкой плотности для различных применений.

Вспененный полипропилен (EPP)

Это универсальный пенопласт с закрытыми порами и низкой плотностью.Он обладает отличительными свойствами, такими как высокая ударопрочность, поглощение энергии, теплоизоляция и высокое отношение прочности к весу. Он также используется во многих отраслях промышленности, таких как автомобили, строительство и упаковка.

Производство и переработка полипропилена

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

Массовая суспензия   обработка облегчает полимеризацию путем добавления в реактор жидкого пропилена. Этот метод позволяет успешно получать гомополимеры и блок-сополимеры.

Для газофазной обработки газообразный пропилен помещают с твердым катализатором внутрь петлевого реактора, создавая псевдоожиженный слой. Случайные сополимеры требуют использования газофазного реактора.

Полипропилен как универсальный полимер можно адаптировать к различным методам производства.К ним относятся литье под давлением, выдувное формование, экструзия и экструзия общего назначения. Некоторые производители стремятся оптимизировать или смешивать полипропилен, чтобы иметь возможность использовать его в аддитивном производстве. Проблема заключается в его полукристаллической структуре и сильной деформации.

Приложения

Уникальные качества полипропилена

и способность к адаптации делают его пригодным для чрезвычайно широкого спектра применений.

Его химическая стойкость позволяет использовать его в качестве материала для контейнеров с растворителями.Живые петли созданы из полипропиленового пластика благодаря свойствам сохранения формы и сопротивления усталости. Электронные компоненты также используют полипропилен для электрической изоляции. Другие очень распространенные области применения полипропилена включают гибкую упаковку, жесткую упаковку, трубопроводы, контейнеры для пищевых продуктов, прозрачные пластиковые пакеты, веревки, ковры и арматуру бетона. Полипропиленовые волокна используются в одежде и подгузниках.

Полипропилен является экономичным материалом, и сегодня изделия из полипропилена можно увидеть во всех областях промышленного и коммерческого применения.К ним относятся автомобильный сектор, текстильная промышленность, медицинский сектор, товары народного потребления и промышленное применение.

Предварительные нагреватели серии PH для листового полипропилена

История полипропиленовых полимеров началась в 1954 году с исследователей Джулио Натта и Карла Циглера. Этот пластиковый материал, впервые произведенный в итальянской промышленности компанией Montecatini (тогда Montedison), с самого начала пользовался огромным успехом. Среди многих применений полипропилена сегодня этот продукт становится все более важным для пищевой упаковочной промышленности и, в частности, для одноразовых стаканчиков.

Перед процессом термоформования материал экструдируют, каландрируют, охлаждают и превращают в рулоны. Толщина листа может составлять от 0,2 мм. до 2 мм.

В процессе производства материал разматывается и затем подается в термоформовочную машину по направляющим с зубчатыми цепями, проходящим через печь инфракрасного нагрева, для получения необходимой мягкости перед поступлением на формовочную станцию.

При преобразовании полипропилена необходимо учитывать две основные механические характеристики этого полимера, такие как:

  • Коэффициент теплового расширения
  • Коэффициент удельной теплоемкости материала

Полипропилен имеет коэффициент теплового расширения в три раза выше, а удельную температуру в два раза выше, чем APET.Следовательно, при обработке полипропилена важно обращать внимание на процесс нагрева и ослабление внутренних напряжений материала, чтобы получить стабильный и качественный процесс формования. Поскольку мы имеем дело с материалом, полученным в результате процессов экструзии и каландрирования, полипропилен, повторно нагретый во второй раз, имеет тенденцию к ослаблению. Материал, оставшийся в зубьях цепей, часто может иметь неровности, которые трудно выровнять, что создает проблемы с распределением материала в процессе формования, влияя на эстетику конечного продукта.

Чтобы избежать этих недостатков, необходимо предварительно нагреть фольгу, чтобы обеспечить «релаксацию напряжения» материала, прежде чем поместить его на транспортные цепи термоформовочной машины и, следовательно, получить однородную температуру в сердцевине листа через медленный, но равномерный процесс нагрева. Релаксация напряжения достигается путем постепенного предварительного нагрева материала в «свободных» условиях перед процессом термоформования, поскольку полипропилен имеет тенденцию к естественному разрушению во время нагрева, когда он не блокируется в цепях.

По этой причине были изучены специальные подогреватели, и рынок предлагает различные решения. С середины восьмидесятых годов компания WM Wrapping Machinery SA провела ряд испытаний, разработав различные альтернативы, такие как системы инфракрасного излучения, контакт с роликами и т. д.

Наилучшим окончательным решением, давшим наибольшую выгоду, стала печь с циркуляцией горячего воздуха.

Был разработан специальный предварительный нагреватель, который состоит из изолированной конструкции и подвижного ролика, расположенного внутри, что позволяет непрерывно обрабатывать фольгу различных метров во время фазы предварительного нагрева перед подачей в термоформовочную машину.Внутри нагревательной камеры воздух нагревается и поддерживается температура до максимальной температуры 130 °C.

Центробежный вентилятор с внутренним высокопроизводительным шнеком и рабочим колесом с перевернутыми лопастями создает восходящий поток воздуха. Кроме того, на полу внутри печи установлено специальное устройство под названием «Полная подача воздуха», чтобы обеспечить правильное распределение потока горячего воздуха. Нагрев происходит с помощью группы электрических терморегулируемых сопротивлений и контролируется специальным датчиком внутри духовки.Этот блок предварительного нагрева PH полностью автономен, оснащен панелью управления и может быть легко установлен между устройством для размотки рулонов и блоком термоформования. Печь PH может быть установлена ​​на существующих машинах на заводе Заказчика.

WM предлагает модели РН 920 и РН 1100, отличающиеся мощностью и максимальным размером ширины фольги от 920 мм до 1100 мм соответственно. Эти подогреватели претерпели значительные изменения за последние несколько лет, и последнее поколение серии PH является результатом многолетнего опыта и испытаний, проведенных на заводе WM.Как уже упоминалось ранее, изоляционный элемент имеет большое значение для обеспечения максимальной производительности при максимально возможной экономии энергии. Важно отметить, что стандартная изоляция камеры печи имеет толщину 80 мм.

Также важно отметить, что подающие ролики, состоящие из блока двойных роликов, при входе в материал выравниваются в верхнем вертикальном положении. Это позволяет оператору быстро и легко подавать фольгу, после чего один из двух роликов перемещается вниз, чтобы расположить материал с наилучшим возможным распределением в нагревательной камере.

Отзывы, которые мы получаем от наших клиентов, которые уже используют этот тип подогревателей, являются абсолютно положительными, и этот опыт рекомендует использование этого устройства во время обработки полипропиленовых материалов, обеспечивающих высокую производительность и высокое качество готовой продукции.

Термическая деградация композитных нитей из полипропиленовых опилок сосны при последовательном нагреве и переработке

Калия С., Кейт Б.С., Каур И.Целлюлозные волокна: био- и нанополимерные композиты. Зеленая химия и технология. 1-е изд. Лондон/Нью-Йорк: Springer-Verlag, 2011. https://doi.org/10.1007/978-3-642-17370-7

Сатьянараяна К.Г., Анупама Р., Прасад В.С. и др. Получение, характеристика и применение наноматериалов (целлюлозы, лигнина и кремнезема) из возобновляемых (лигноцеллюлозных) ресурсов. В: Thakur VK, Thakur MK, Kessler MR, Eds. Справочник композитов из возобновляемых материалов. 1-е изд. Вашингтон: Wiley-Scrivener, 2017 г.; п.1- 66. https://doi.org/10.1002/9781119441632.ch226

Satyanarayana KG, Flores-Sahagun THS, Bowman P. Лигноцеллюлозные композиционные материалы. В: Калия С., изд. Подпружинная серия на полимерных и композиционных материалах. 1-е изд. Индия: Springer 2018; п. 1- 96. https://doi.org/10.1007/978-3-319-68696-7_1

Такур В.К., Такур М.К., Кесслер М.Р. Справочник по композитам из возобновляемых материалов, структуре и химии. 1-е изд. США: Издательство Скривенер, 2017.https://doi.org/10.1002/9781119441632

Тхакур В.К., Тхакур М.К., Гупта Р. Обзор: Полимерные композиты на основе необработанных натуральных волокон. Int J Polym Anal Charact 2014; 19 (3): 256-271. https://doi.org/10.1080/1023666X.2014.880016

Beg MD, Pickering KL. Механические характеристики полипропиленовых композитов, армированных крафт-волокном: влияние длины волокна, биения волокна и гигротермического старения. J Compos Часть A 2008; 39 (11): 1748-1755. https://doi.org/10.1016/j.композитныйsa.2008.08.003

Deng H, Reynolds CT, Cabrera NO, et al. Водопоглощение полностью полипропиленовых композитов и его влияние на механические свойства. J Compos Часть B 2010; 41: 268-275. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2010.02.007

Adhikary KB, Pang S, Staiger MP. Долгосрочное поглощение влаги и набухание по толщине переработанных термопластов, армированных опилками Pinus radiata. Химическая инженерия J 2008; 142: 190-198.https://doi.org/10.1016/j.cej.2007.11.024

Ашори А., Нурбахш А. Характеристики древесно-волокнистых пластиковых композитов из переработанных материалов. Управление отходами J 2009; 29: 1291-1295. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2008.09.012

Cravo JC, Sartori DL, Fiorelli J, et al. ДСП из отходов агропромышленного производства (Painel Aglomerado de Resíduos Agroindustriais). Ciência Florestal J 2015; 25: 721-730. https://doi.org/10.5902/1980509819675

Хиллиг Э., Ивакири С., Андраде М.З. и др.Характеристика композитов, изготовленных из полиэтилена высокой плотности (HDPE) и опилок мебельной промышленности. Журнал «Дерево» 2008 г .; 32: 299-310. https://doi.org/10.1590/S0100-67622008000200013

Ning H, Vaidya U, Janowski GM, et al. Проектирование, изготовление и анализ рамной конструкции из термопластичного композита для общественного транспорта. Compos Struct J 2007; 80: 105–116. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2006.04.036

Муджиява Ф., Коффи Д., Кокта Б.В. и др.Составление и определение характеристик растяжения древесно-пластиковых композитов полипропилена, армированных волокнами березы и осины, для зубчатых передач. J Thermoplast Compos Mater 2015; 28 (12): 1675-1692. https://doi.org/10.1177/0892705714563120

Прасад Н., Агарвал В.К., Синха С. Физико-механические свойства композитов кокосовое волокно/ПЭНП: влияние химической обработки и компатибилизатора. Корейский J Chem Eng 2015; 32 (12): 2534-2541. https://doi.org/10.1007/s11814-015-0069-z

Йе С.К., Ким К.Дж., Гупта Р.К.Синергическое действие связующих на древесно-пластиковые композиты на основе полипропилена. J Appl Polym Sci 2013; 127 (2): 1047-1053. https://doi.org/10.1002/app.37775

Африфа К.А., Хикор Р.А., Матуана Л.М. Полибутен является матрицей для древесно-пластиковых композитов. Compos Sci Technol J 2009; 70: 167–172. https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2009.09.019

Акил Х.М., Омар М.Ф., Мазуки А.А. и др. Композиты, армированные волокном Kenaf: обзор. J Mater Des 2011; 32: 4107-4121.https://doi.org/10.1016/j.matdes.2011.04.008

Bajwa SG, Bajwa DS, Holt G, et al. Свойства термопластичных композитов с остатками биомассы хлопка и гваюлы в качестве волокнистых наполнителей. Ind Crops Prod J 2011; 33: 747-755. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2011.01.017

Эсперт А., Вилаплана Ф., Карлссон С. Сравнение водопоглощения в натуральных целлюлозных волокнах из древесины и однолетних культур в полипропиленовых композитах и ​​его влияние на их механические свойства.J Compos Часть A 2004; 35: 1267-1276. https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2004.04.004

Ким С., Мун Б.Дж., Ким Г. и др. Механические свойства композитов полипропилен/натуральное волокно: сравнение древесного волокна и хлопкового волокна. Полим Тест J 2008; 27: 801–806. https://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2008.06.002 Journal of Coating Science and Technology, 2021, том 8 16 Veroneze et al.

Леу С., Ян Т., Ло С. Оптимизированный состав материала для улучшения физических и механических свойств экструдированных древесно-пластиковых композитов (ДПК).Const Build Mater J 2011; 29: 120–127. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2011.09.013

Вамбуа П., Ивенс Дж., Верпоест И. Натуральные волокна: могут ли они заменить стекло в пластиках, армированных волокном? Compos Sci Technol J 2003; 62: 1259–1264. https://doi.org/10.1016/S0266-3538(03)00096-4

Йех С., Гупта Р.К. Улучшенные древесно-пластиковые композиты за счет лучшей обработки. Композиции, часть A J 2008; 39: 1694–1699. https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2008.07.013

Adhikary KB, Pang S, Staiger MP.Размерная стабильность и механическое поведение древесно-пластиковых композитов на основе вторичного и первичного полиэтилена высокой плотности (ПЭВП). Композиции Часть B J 2007; 39: 807–815. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2007.10.005

Араужо-младший, Спинасе, Массачусетс, Де Паоли, Массачусетс. Полиолефиновые композиты с волокнами курауа: влияние условий обработки на механические свойства, морфологию и размеры волокон. Compos Sci Technol J 2010; 70: 29-35. https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2009.09.002

Чахармахали М., Мирбагери Дж., Таджвиди М. и др. Механические и физические свойства древесно-пластиковых композитных панелей. Reinf Plast Compos J 2010; 29: 310-319. https://doi.org/10.1177/0731684408093877

Даньяди Л., Моцо Л.Й., Пукански Б. Влияние различных модификаций поверхности древесной муки на свойства композитов ПП/древесина. J Compos Часть A 2010; 41: 199–206. https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2009.10.008

Хиллиг Э., Шнайдер В.Е., Павони Э.Т.Geração де resíduos де Мадейра е derivados да indústria moveleira эм função дас variáveis ​​де produção. Дж Производство 2009; 19 (2): 292-303. https://doi.org/10.1590/S0103-6513200

00006

Шешан С., Ашори А., Хамзе Ю. Физические свойства нанокомпозитов полиэтилен-дерево-волокно-глина. Polym Sci J 2010; 118: 3255–3259. https://doi.org/10.1002/app.32623

Ян Х., Уолкотт М., Ким С. и др. Влияние различных компатибилизирующих агентов на механические свойства полиэтиленовых биокомпозитов, наполненных лигноцеллюлозным материалом.Compos Struct J 2007; 79: 369-375. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2006.02.016

Santos LP, редактор. Otimização da preparação de polipropileno maleatado via extrusão reativa para reforço mecânico em compósitos [монография в Интернете]. Парана: Федеральный университет; 2011 [цитировано 15 марта 2020 г.]: Доступно по адресу: http://www.pgmec.ufpr.br/dissertacoes/dissertacao_126_lucas_pereira_dos_santos.pdf

.

Куо П., Ван С., Чен Дж. и др. Влияние составов материалов на механические свойства древесно-пластиковых композитов, изготовленных методом литья под давлением.Mater Des J 2009; 300: 3489-3496. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2009.03.012

Джон В.М., Родольфо мл. Разработка ПВХ, армированного сосновыми остатками, для замены обычной древесины в различных областях применения. Полимеры: наука и техника 2006; 16: 1-11. https://doi.org/10.1590/S0104-14282006000100005

Ку Х., Ван Х., Паттарачайякуп Н. и др. Обзор свойств полимерных композитов, армированных натуральным волокном, при растяжении. Композиции Часть B J 2011; 42: 856–873.https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2011.01.010

Туото М., изд. Levantamento sobre a geração де resíduos proofientes да atividade madeireira е proposição де diretrizes пункт politicas, normas e condutas técnicas пункт promover о сеу uso adequado. Парана: Федеральный университет; 2009 [цитировано 5 августа 2020 г.]: доступно по адресу: http://www.bibliotecaflorestal.ufv.br/handle/123456789/12376

.

Сантос Л.П., Флорес-Сахагун Т.Х., Сатьянараяна К.Г. Влияние параметров обработки на свойства композитов полипропилен-опилки.J Compos Mater 2015 А; 49 (30): 3727-3740. https://doi.org/10.1177/0021998314568331

Сантос Л.П., Тромбетта Э., Флорес-Сахагун Т.Х. и др. Влияние отечественного компатибилизатора на эксплуатационные характеристики композитов полипропилен-опилки. J Compos Mater 2015 B; 50 (10): 1353-1365. https://doi.org/10.1177/00219983155

Тромбета Е. Использование натурального соснового волокна (опилок) в качестве армирования в полипропиленовых композитных автомобильных компонентах [монография в Интернете].Парана: Федеральный университет; 2010 [процитировано 15 марта 2020 года]: доступно по адресу: https://acervodigital.ufpr.br/handle/1884/25358

.

Flores-Sahagun THS, Carneiro NR, Flores-Sahagun DL. Термопластичные полимерные композиты и полимеры: их возможности в диалоге искусства и технологии. В: Thakur VK, Thakur MK, Kessler MR, Eds. Справочник композитов из возобновляемых материалов. Дизайн и производство. 1-е изд. Вашингтон: Wiley-Scrivener 2017, стр. 263-286. https://doi.org/10.1002/9781119441632.ch39

Braskem [домашняя страница в Интернете]. Полипропилен [цитировано 15 мая 2015 г.]: доступно на: www.braskem.com.br/upload/portal

.

ASTM D1238:2013. Стандартный метод определения скорости течения расплава термопластов с помощью экструзионного пластометра.

ASTM D2395:1997. Стандартные методы испытаний удельного веса древесины и древесных материалов.

Клёсов АА. Древесно-пластиковые композиты, 1-е изд.Нью-Джерси: Wiley & Sons Inc; 2007 г. https://doi.org/10.1002/9780470165935

НБР 14810-3:2002. ДСП, часть 3: методы испытаний. Фанерные листы. Часть 3: методы испытаний.

Бребу М., Василе С. Термическая деструкция лигнина — Обзор. Cellulose Chem Technol J 2010; 44 (9): 353-363.

ASTM D638: 2014. Стандартный метод испытаний свойств пластмасс на растяжение.

Шахи П., Бехравеш А.Х., Дарыбари С.Ю. и др.Экспериментальные исследования по переработке композитов экструдированной древесной муки/ПЭВП. Полимерные композиты J 2012; 33: 753–763. https://doi.org/10.1002/pc.22201

Едын ФГ. Preparação e caracterização de compósitos reprocessados ​​de matriz de polipropileno reforçados por serragem [монография в Интернете]. Парана: Федеральный университет; 2017 [процитировано 15 марта 2020 года]: доступно по адресу: http://hdl.handle.net/1884/52204

.

ASTM D792:2008. Стандартные методы испытаний плотности и удельного веса (относительной плотности) пластмасс методом смещения.

Зоммерхубер П.Ф., Ван Т., Краузе А. Древесно-пластиковые композиты как потенциальное применение переработанных пластиков электронных отходов и переработанных древесно-стружечных плит. J чистого производства 2016; 121:176-185. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.02.036

Борисяк С. Надмолекулярная структура композитов полипропилен/древесина: I. Влияние технологических параметров и химической обработки наполнителя. Полим Булл Дж 2010; 64: 275-290. https://doi.org/10.1007/s00289-009-0202-4

Борисяк С. Фундаментальные исследования композитов лигноцеллюлоза/полипропилен: влияние обработки древесины на транскристаллическую морфологию и механические свойства. J Appl Polym Sci 2013; 127 (2): 1309-1322. https://doi.org/10.1002/app.37651

Ratanawilai T, Nakawirot K, Deasrijan A, et al. Влияние породы древесины и размера частиц на механические и термические свойства древесно-полипропиленовых композитов. J Волокна и полимеры 2014; 15: 2160-2168.https://doi.org/10.1007/s12221-014-2160-1

Джаямани Э., Хамдан С., Хенг С.К. и др. Влияние мерсеризации натуральных волокон на композиты натуральные волокна/полипропилен: исследование термостойкости, морфологии и инфракрасного спектра. Aust J Basic Appl Sci 2014; 8 (15): 332-340.

Гвон Дж.Г., Ли С.И., Ким Дж.Х. Термическое разложение древесно-пластиковых композитов на основе полипропилена, гибридизированных с гидроксидами металлов (алюминия, магния). J Appl Polym Sci 2014; 131:40120.https://doi.org/10.1002/app.40120

Soccalingame L, Bourmaud A, Perrin D, et al. Переработка полипропиленовых композитов, армированных древесной мукой: влияние размера частиц и связующего агента на свойства композита и частиц. J Разложение и стабильность полимеров 2015 B; 113: 72-85. https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2015.01.020

Кинлох А.Дж., Янг Р.Дж. Разрушение полимеров. 1-е изд. Лондон: Springer, 1995. https://doi.org/10.1007/978-94-017-1594-2_1

.

Мур Д.Р., Паван А., Уильямс Дж.Г.Методы испытаний полимеров на механику разрушения. Клеи и композиты. 1-е изд. Оксфорд: Эльзевир, 2001.

.

Герцберг РВ. Механика деформации и разрушения конструкционных материалов. Нью-Йорк: Wiley, 1996.

.

Saminathan K, Selvakumar P, Bhatnagar N. Исследования разрушения композита полипропилен/наноглина. Часть I: Влияние скоростей нагружения на существенную работу разрушения. Полимерные испытания 2008 г .; 27: 296-307. https://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2007.11.008

Аренкон Д., Веласко Д.И. Прочность на излом дисперсных композитов на основе полипропилена. Материалы 2009 г.; 2: 2046-2094. https://doi.org/10.3390/ma2042046 Journal of Coating Science and Technology, 2021, том 8 Термическая деградация композитных нитей из полипропиленовых сосновых опилок 17

Петчваттана Н., Ковависаруч С., Санетунтикул Дж. Переработка древесно-пластиковых композитов, полученных из поливинилхлорида и древесной муки. Строительство и строительные материалы 2012; 28: 557-560.https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2011.08.024

Паукшта Д., Маркевич Э., Островски А. и др. Переработка полипропиленовых композитов с лигноцеллюлозным наполнителем. I. Анализ термических свойств, морфологии и количества свободных радикалов. J of Applied Polymer Science 2015; 132: 1-9. https://doi.org/10.1002/app.41693

Dickson AR, Even D, Warnes JM, et al. Влияние переработки на механические свойства полипропилена, армированного древесной массой, льном или стекловолокном.Композиты: Часть А 2014; 61: 258-267. https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2014.03.010

Поведение при тепловом расширении неориентированных композитов полипропилен/глина

Коэффициент линейного теплового расширения (КТТР) был измерен для формованных под давлением образцов композитов полипропилен (ПП)/глина с содержанием глины от 0 до 7% масс. Композиты готовили с помощью внутреннего смесителя периодического действия, а образцы готовили прессованием. Предполагается, что эти методы обработки не будут отдавать предпочтение ориентации; поэтому эффект анизотропии был минимальным.LTEC измеряли по трем различным сторонам листов прессованного формования, параллельно направлению сжатия S1 и перпендикулярно направлениям сжатия S2 и S3. Было обнаружено, что LTEC для чистого полипропилена, измеренный текущими исследованиями,  мм/мм/°C, не изменяется в зависимости от направления измерений. Аналогичное поведение наблюдалось для композитов с очень умеренным содержанием глины, т.е. 5% масс. Интересный вывод текущего исследования заключается в том, что включение частиц глины в матрицу полипропилена привело к лучшей усадке или усадке образцов, приготовленных методом компрессионного формования.

1. Введение

Полипропилен (ПП) представляет собой универсальный полиолефин, который пользуется большим спросом в некоторых передовых областях, таких как автомобильная промышленность. Что делает полипропилен хорошим кандидатом для таких передовых применений, так это превосходные химические и механические свойства благодаря его превосходной природе кристалличности. ПП представляет собой высококристаллический полиолефин с относительно более высокой температурой плавления и размягчения по сравнению с другими товарными виниловыми полимерами, такими как полиэтилен (ПЭ) и полистирол (ПС).Некоторые внутренние детали автомобиля могут быть изготовлены из полипропилена. Недавно полипропилен, армированный стекловолокном, был представлен для использования в автомобильных деталях под капотом. Несмотря на такую ​​универсальность в применении для полипропилена, этот полимер страдает нестабильностью размеров из-за высокого коэффициента линейного теплового расширения (LTEC). Чистый ПП имеет различные значения ТКЛР в зависимости от ориентации домена кристаллической цепи [1]. Степень вытяжки и температура являются основными факторами, которые могут влиять на LTEC ориентированного полипропилена.В целом КТКЛ выше для сегмента, перпендикулярного направлению вытягивания, в то время как для сегмента, параллельного направлению вытягивания, могут наблюдаться меньшие значения КТКЛ [1]. Джавад и др. [2] предположили, что внутренние усадочные напряжения могут играть основную роль в величине LTEC для ориентированного полипропилена, подвергнутого отжигу. Неотожженные образцы полипропилена могут демонстрировать отрицательное значение КТКЛ в осевом направлении (т. е. параллельно направлению вытяжки) в ответ на положительный КТКЛ в поперечном направлении (т.е., перпендикулярно направлению рисования) [3]. Анизотропия ТКЛР наблюдалась и в смесях ПП с эластомерными материалами [4]. ТКЛР для литьевых образцов, содержащих 30 об.% полиэтилен-кооктена, смешанного с изотактическим ПП, имела более высокие значения ТКЛР в направлении нормали к потоку и снижалась в направлении потока; однако при более высоких отношениях вязкости PECO к PP анизотропия становилась минимальной [4]. Материалы с низким коэффициентом теплового расширения, такие как неорганические наполнители и волокна, могут быть использованы для создания термостабильных композиционных систем на основе полипропиленовой матрицы [5–7].Было замечено, что включение стеклянных волокон в полипропиленовую матрицу снижает LTEC полученного композита; однако существенного изменения ТКЛР при изменении длины волокна не наблюдалось [5]. Хайн и др. сообщил, что добавление 10% углеродных нановолокон к ПП, как правило, приводит к снижению LTEC на 30% [6]. Несмотря на обнадеживающие результаты двух предыдущих работ [5, 6], проблеме анизотропии не уделялось должного внимания. Калаитзиду и др. [7] исследовали свойство термического расширения полипропилена, модифицированного сажей, углеродными волокнами и графитовыми нанопластинками.Они показали, что включение 3 объемных % ранее упомянутых углеродных наполнителей и волокон имело тенденцию к снижению ТКЛР в направлении потока отлитых под давлением образцов композитов, в то время как в поперечном направлении значительного снижения не наблюдалось. Снижение ТКЛР было более выраженным, когда температура была значительно выше температуры стеклования полипропилена. ТКЛР чистого ПП может увеличиваться в два раза при превышении его [7]. В последние несколько лет были опубликованы некоторые исследования свойств термического расширения полипропилена, модифицированного глинистыми материалами [8–11].Большинство этих исследований пришли к выводу, что LTEC для композитов, содержащих глину и полипропилен, имеет тенденцию к снижению по мере увеличения содержания глины в потоке и поперек направления потока в образцах для литья под давлением, а LTEC по нормали к направлению потока слегка увеличивается при увеличении содержания глины [9]. –11]. В таких исследованиях не было дано никакого логического обоснования снижения LTEC в нормальном направлении. Крамп и др. [8] связывают увеличение ТКЛР для нанокомпозитов ПП/глина по мере увеличения содержания глины со степенью кристалличности полученных композитов.По мере увеличения содержания глины в композитах теплота плавления, характеризующая степень кристалличности, уменьшалась и, как следствие, увеличивалась ТКЛР [8].

В нашем исследовании мы попытались связать характер обработки со степенью теплового расширения композитов ПП/глина. Другими словами, мы намеревались свести к минимуму влияние ориентации на величину LTEC, изменив тип процесса. Читатель может понять, что в большинстве исследований коэффициента теплового расширения чистого полипропилена или полипропилена, модифицированного неорганическими наполнителями и волокнами, использовались образцы, взятые из образцов для литья под давлением, где эффект ориентации очень высок.Здесь мы использовали компрессионное формование как средство подготовки наших образцов к испытаниям LTEC, чтобы иметь менее ориентированные сегменты цепи. Мы хотели бы исследовать природу анизотропии LTEC для неориентированных композитов ПП/глина.

2. Экспериментальный
2.1. Используемые материалы

Полимерная матрица, использованная в этом исследовании, представляла собой гомополимер полипропилена (Mh518), любезно предоставленный компанией PETKİM Petrochemical, Турция. Полипропилен с привитым малисовым ангидридом PP-g-MA (Fusabond M613-05) использовали в качестве связующего агента для композитных систем ПП/глина.Глина, использованная в этом исследовании, представляла собой полученный турецкий монтмориллонит без модификации или обработки поверхности.

2.2. Подготовка композитов

Полипропилен/глина была приготовлена ​​с помощью смесителя периодического действия Haake (Polylab) при 190°C и 80 об/мин. После 2 мин плавления ПП к ПП добавляли ПП-г-МА и давали расплаву перемешиваться еще 2 мин. После этого в смеситель добавляли глину в количестве от 1 до 7 мас.% и продолжали перемешивание в течение 7 мин. Соотношение глины и ПП-г-МА составляло 1  : 3. Образцы смеси собирали и оставляли для охлаждения.После охлаждения смеси прессовали в образцы размером 100 мм × 100 мм и толщиной 2 мм с помощью горячего пресса (Carver-Hydrolic Press 25 ton) при 190°С.

2.3. Характеристика композитов

XRD использовали для определения характеристических пиков приготовленных композитов. Сканирующий электронный микроскоп (FEI, модель NNL 200) использовали для исследования поверхностей излома композитов. Термогравиметрический (PerkinElmer TGA-7) использовали для определения точного содержания глины в матрице полипропилена и для оценки термической стабильности композитов.

2.4. Измерения теплового расширения

Небольшие кусочки параллелограмма размером 2 мм × 3 мм × 3 мм были вырезаны из листов прессованного формования, как показано на рис. 1. Эти образцы использовались для измерения LTEC композитов с помощью термомеханического анализатора (PerkinElmer). ТМА-7) с использованием расширительного зонда с нулевой силовой нагрузкой. Каждый образец был испытан в трех разных направлениях, параллельно направлению сжатия S1 и перпендикулярно направлениям сжатия S2 и S3, как показано на рисунке 1.Образцы дважды нагревали от 25°С до 60°С со скоростью нагрева 5°С/мин. Это действие удалит все эффекты, связанные с термической историей и историей напряжений (например, замороженные напряжения и т. д.). Второе тепловое сканирование рассматривалось для измерения LTEC.


3. Результаты и обсуждение
3.1. Характеристика приготовленных композитов полипропилен/глина

На рис. 2 показаны широкие рентгеновские спектры нанокомпозитов полипропилен/глина при различном количестве частиц глины. На рис. 3 показан увеличенный график интенсивности пиков в диапазоне 8.5-9. Из рисунка 3 видно, что по мере увеличения содержания глины интенсивность пика также увеличивается, что указывает на присутствие пластинок глины в матрице полипропилена. На рис. 4 видно, что интенсивность пика при подавляется в большей степени при увеличении содержания глины, т. е. 3–5 мас.%. Для чистого ПП, то есть при содержании глины 0 % масс., интенсивность пика при более выражена. Излишне говорить, что подавление пиковых интенсивностей при увеличении содержания глины связано с взаимодействием глины с матрицей ПП.Измерение ТГА, представленное на рис. 5, подтвердило содержание глины при перемешивании расплава в смесителе периодического действия. Из рисунка 5 также видно, что включение пластинок глины в матрицу полипропилена имеет тенденцию к повышению термостойкости полученных композитов, и это более заметно при более высоком содержании глины, т.е. 7 % масс. Внешний вид образцов, полученных прессованием, может дать четкое представление о стабильности размеров и усадке приготовленных композитов или, другими словами, о влиянии глинистой фазы на усадку композитов ПП/глина, как показано на рисунке 6.Из рисунка 6 видно, что когда чистый ПП или ПП с меньшим содержанием глины, т.е. 1 мас.%, вынимали из горячего пресса при 40°С и охлаждали естественным путем, т.е. открытом воздухе, они имели тенденцию изгибаться. Напротив, композиты с более высоким процентным содержанием глины, т. е. 3 и 5% масс., не проявляли признаков кривизны. Это может быть связано с высокой величиной усадки молекулярных цепей чистого полипропилена. Отсюда можно сделать вывод, что введение частиц глины в чистый ПП может подавлять усадку формованных изделий при циклах нагрева/охлаждения в процессе обработки методом компрессионного формования.Образцы вырезали из листов прессованного формования в трех направлениях, как указано в экспериментальной части и на рисунке 1, после чего поверхности излома исследовали с помощью СЭМ. СЭМ-микрофотографии поверхностей излома S1, S2 и S3 композитов полипропилен/глина при различном наполнении глиной показаны на рис. 7. СЭМ-микрофотографии показывают, что при достаточно большом увеличении, т.е. признак коалесценции или кластеризации частиц глины, и фактически домены пластинок глины начали четко проявляться при более высоком содержании глины, 5  вес.%, как показано на рисунке 7 (d).Это наблюдение подтверждается приведенным выше рентгенодифракционным анализом, который может привести нас к предположению, что расслоение глинистых пластинок произошло на наноуровне. Кроме того, на СЭМ-микрофотографиях в трех различных направлениях образцов, то есть S1, S2 и S3, не наблюдалось значительных признаков ориентации доменов.






3.2. Характеристики теплового расширения подготовленных композитов полипропилен/глина

Увеличение длины образца относительно его исходной длины, то есть , было построено в зависимости от температуры для трех обозначенных поверхностей, S1, S2 и S3, как показано на рисунке 8.Эти измерения были выполнены методом ТМА в диапазоне температур от 25 до 60°С в режиме расширения с нулевой силовой нагрузкой. Выбранный диапазон температур был разумным и реалистичным для контроля теплового удлинения или расширения приготовленных композитов для наружного применения, например, в автомобилестроении, особенно в странах с суровыми погодными условиями в летний сезон. Наклоны линий на рисунке 8, которые дают значения КТКЛ для всех композитов, были рассчитаны и суммированы в таблице 1.LTEC, то есть значения, приведенные в таблице 1, были построены в зависимости от загрузки глиной, как показано на рисунке 9. Здесь можно увидеть влияние загрузки глиной на LTEC системы композита ПП/глина для образцов, полученных компрессионным формованием в направлениях параллельно и перпендикулярно направлению сжатия. На рис. 9 показано, что для композитов с содержанием глины 0 % масс., т. е. чистого ПП, значение КТКЛ остается неизменным независимо от направления поверхности. Здесь наши результаты контрастируют с другими исследованиями, проведенными в прошлом для высокоориентированных либо вытянутых пленок [2–4], либо образцов для литья под давлением [9–11], где было замечено, что значение LTEC PP изменяется в зависимости от направления.Таким образом, можно с уверенностью предположить, что анизотропии ТКЛР в очень низкоориентированных изделиях для компрессионного формования из чистого ПП не существует. Из рисунка 9 также видно, что, за исключением более высокой загрузки глины, более 7  мас.%, увеличение загрузки глины не изменяет ТКЛР в перпендикулярных направлениях, т.е. S2 и S3, в то время как в направлении сжатия, т.е. , S1, ТКЛР значительно возрастает и достигает максимального значения при содержании глины 3 мас.%, а затем резко снижается при 5 мас.%.В других работах [9–11] показано, что ТКЛР композитов ПП/глина, полученных методом литья под давлением, имеет тенденцию к снижению при увеличении содержания глины в направлениях, параллельных и поперечных направлению вдува потока, и увеличивается в нормальном направлении. Авторы [11] постулируют, что причиной увеличения ТКЛР в направлении, нормальном к потоку, является снижение ТКЛР как в потоке, так и в поперечном направлении. При этом увеличение значений КЛТР в направлении S1 не может быть компенсировано неизменным или незначительным увеличением или уменьшением значений КЛТР в направлениях S2 и S3.Абсолютные значения точек пересечения линий теплового расширения, представленных на рисунке 8, были записаны в таблице 1 и нанесены на график в зависимости от нагрузки глины во всех трех направлениях S1, S2 и S3, как показано на рисунке 10. Профиль, приведенный на рисунке 10, может дать представление о сжатии или усадке композитов. Легко видеть, что по мере увеличения содержания глины до более высоких значений, т. е. выше 3  мас.%, усадка значительно снижается. Этот результат может быть связан с внешним видом листов для прессования, показанным на фиг. 6, где увеличение загрузки глины в большей степени снижает их усадку или усадку.Однако это только наблюдение, не имеющее связи со структурой полученных композитов, и мы считаем, что этот аспект требует дальнейшего изучения.

7


глиня WT% LTEC × 10 -4 -4

(мм / мм / ° C)

(при 0 ° C), абсолютные значения

0 S1 1 25 0.9995
0 S2 1 29 0,9949
0 S3 1 33 0,9992
1 S1 2 40 0,9963
1 S2 1 27 0,9996
1 S3 1 27 0,9998
3 S1 4 70 0.9973
3 S2 1 13 0,9933
3 S3 1 14 0,9982
5 S1 1 32 0,9981
5 S2 1 10 0,9996
5 S3 1 16 0,9997
7 S1 2 31 0.9983
7 S2 2 25 0,9393
7 S3 0,8 16 0,9968



4. Выводы

Было замечено, что КТЛП менее ориентированного чистого полипропилена, полученного компрессионным формованием, не зависит от направления испытания, независимо от того, параллельно оно или перпендикулярно направлению сжатия.Было видно, что ТКЛР композитов ПП/глина остается неизменной при умеренно высоком содержании глины, равном 5% масс., независимо от направления поверхности, на которой измеряли ТКЛР. Было замечено, что добавление глины к чистому полипропилену сводит к минимуму его усадку или усадку.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в связи с публикацией данной статьи.

Полипропиленовое отопление: Монтаж системы отопления из полипропиленовых труб своими руками

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.