Как показали результаты исследований, степень кристалличности у модифицированных ВПКА образцов возросла от 44 до 60%. Это подтверждает предположение о способности используемых модификаторов быть регуляторами процесса кристаллизации.
Увеличение степени кристалличности образцов в присутствии стеарата кальция, оказывающего пластифицирующее действие, связано с повышением подвижности молекулярных цепей, обуславливающим их большую упорядоченность.
При совместном введении Zn O и стеарата Са, степень кристалличности образцов высока и достигает 60%. Структура модифицированного материала более термодинамически равновесна, плотно упакована, с однородной кристаллической структурой.
В присутствии выбранных добавок у полиамидов существует приближенная линейная зависимость между степенью кристалличности с удельным объемом. Так плотность немодифицированного ВПКА со сепенью кристаличности 44% равна 1,12- 103 кг/м3, а модифицированного, т.е. более закристализованного ( со степенью кристаличности 60%), 1,16- 103 кг/м3.
Наполнители, введенные в ВПКА, уменьшают размер сферолитов. При этом оказывается, что на их величину существенее влияет добавление ZnO. Меньшее влияние на размеры сферолитов оказывает ст. Са.
Глава 6. Технология и апробация модифицированных вторичных термопластов
Из разработанных вторичных полимеров были изготовлены изделия различного функционального назначения :
черепица и тротуарная плитка из ВПЭТФ наполненные измельченной отработанной БВ;
вешалки для одежды из ВПЭНД, модифицированного ПАВ;
шестерни для ткацких станков из ВПКА модифицированного совместным воздействием Zn O и ст. Са.
Все изделия прошли производственные испытания, выдержали условия эксплуатации и могут быть рекомендованы для серийного производства. Технологическая схема получения изделий из вторичных термопластов складывается из следующих операций:
1.Ручная сортировка 5. Сушка
2.Дробление 6.Смешение
3.Флотация 7. Формование
4.Отмывка
Технико- экономический анализ производства изделий из вторичных термопластов показал что:
При производстве строительных изделий из ВПЭТФ экономия составит 53 руб/м2 изделий;
При производстве изделий из ВПЭНД (по сравнению с первичным) экономия составит: энергоресурсов- 853 кВт/ч, трудозатрат – 200 чел/ч, капиталовложений – 13300 руб;
При использовании ВПКА себестоимость ( по сравнению с металлическими изделиями) снижается на 60%, а при многократном использовании ВПКА- еще больше.
Выводы
1. Научно и технологически обосновано использование различных методов модификации для вторичных термопластов (ВПЭТФ, ВПЭНД и ВПКА), обеспечивших удовлетворительный комплекс свойств разработанных материалов.
2. Различными взаимодополняющими методами (РГА, ИКС, ДТА, оптическая микроскопия), доказана эффективность модификации вторичных полимеров, приводящая к изменениям в их структуре (росту степени кристалличности, размера кристаллитов, возникновению химических связей, увеличению молекулярной массы и плотности полимера).
3. Доказана возможность получения качественных мономерных продуктов в условиях химической деполимеризации ВПЭТФ, соответствующих ТУ на ЭГ и ТФК).
4. Обнаружен ярко выраженный эффект пластификации ВПЭТФ ДБФ и ПЭС-5 за счет их высокой термодинамической совместимости, приводящий к повышению ПТР с 8 до 28 г/10 мин, снижению Тпл. с 240 до 150 С, Тст. с 80 до 70 С.
5. Предложено использование БВ в качестве армирующего наполнителя для ВПЭТФ и ВПЭНД в измельченном состоянии с размером частиц волокна 0,5-1мм удельной поверхностью- 3,5 м2/г, пористость- 13%, рН поверхности- 7,5, обеспечивающие лучшее распределение компонентов в полимерной матрице и лучшие свойства ПКМ.
6. Разработана технологическая схема получения изделий из ВПЭТФ, наполненного измельченной отработанной БВ, методом литья под давлением.
7. Определены области применения разработанных модифицированных материалов и проведена апробация их в условиях эксплуатации (строительные изделия из ВПЭТФ, вешалки для одежды из ВПЭНД, шестерни для ткацких станков из ВПКА). Сравнение свойств разработанных материалов с аналогами показало их технико- экономические преимущества.
Основные положения и результаты диссертационной работы изложены в следующих публикациях:
1. Абдуллаев, Р.А. Значение полимеров в народном хозяйстве / Р.А. Абдуллаев, К. Мадрахимов, С. Каххаров, К. Дадажанов // Матер. докл. Республ. науч.-практ. конфер. Наманган, 2003г.- Наманган: Наманг. инжен.-экон. ин-т, 2003.
2. Абдуллаев, Р.А. Перспективы использования полимеров в народном хозяйстве / Р.А. Абдуллаев, К. Мадрахимов, Г.П. Овчинникова // Перспективные полимерные композиционные материалы. Альтернативные технологии. Переработка. Применение. Экология: доклады Междунар. конф. «Композит- 2004». Саратов, 6-9 июля 2004г.- Саратов: СГТУ, 2004.- С. 138-139.
3. Абдуллаев, Р.А. Схема переработки модифицированного вторичного полиэтилентерефталата / Р. А. Абдуллаев, Г.П. Овчинникова, С.Е. Артёменко // Экологические проблемы промышленных городов: Сб. науч. трудов/ Сарат. гос. техн. ун-т.- Саратов, 2005.- С. 171-173.
4. Абдуллаев, Р.А. Пластификация вторичного полиэтилентерефталата для его повторного использования / Р.А. Абдуллаев, Г.П. Овчинникова, С.Е. Артёменко, К.А. Мадрахимов // Композиты XXI- века: доклады Междунар. симпозиума восточно-азиатских стран, Саратов, 20-22 сентября 2005г.- Саратов: СГТУ, 2005.- С. 135-137.
5. Абдуллаев, Р.А. Технология переработки модифицированного вторичного полиэтилентерефталата / Р.А. Абдуллаев, Г.П. Овчинникова, С.Е. Артёменко // Физико-химия процессов переработки полимеров: сб. материалов III- Всерос. науч. конф.(с междунар. участием).- Иваново: Иванов. хим.-технолог. ун-т, 2006.-С.69-70.
6. Абдуллаев, Р.А. Пластификация вторичного полиэтилентерефталата для его повторного использования / Р.А. Абдуллаев, Г.П. Овчинникова, С.Е. Артёменко // Вестник СГТУ.-2006.-№ 1. Вып.2.- С.82-85.
7. Абдуллаев, Р.А. Прогрессивная технология использования вторичного поликапроамида для текстильной промышленности / Р.А. Абдуллаев, Г.П. Овчинникова, С.Е. Артёменко // Текстильная промышленность.- 2006.- №7.- С. 2-3.