Полиэфир давирхай: үйлдвэрлэл, боловсруулалт

2024 Зохиолч: Howard Calhoun | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2023-12-17 10:35

Сүүлийн жилүүдэд полиэфир давирхай маш их алдартай болсон. Юуны өмнө тэдгээр нь шилэн, бат бөх, хөнгөн бүтэцтэй материал үйлдвэрлэхэд тэргүүлэх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хувьд эрэлт хэрэгцээтэй байдаг.

Давирхай хийх: эхний алхам

Полиэфир давирхайн үйлдвэрлэл хэрхэн эхэлдэг вэ? Энэ процесс нь тосыг нэрэхээс эхэлдэг - энэ үед янз бүрийн бодис ялгардаг: бензол, этилен, пропилен. Эдгээр нь антигидрид, полибазик хүчил, гликол үйлдвэрлэхэд шаардлагатай байдаг. Хамтдаа хоол хийсний дараа эдгээр бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь үндсэн давирхайг үүсгэдэг бөгөөд тодорхой үе шатанд стиролаар шингэлэх ёстой. Сүүлийн бодис нь жишээлбэл, эцсийн бүтээгдэхүүний 50% байж болно. Энэ үе шатны нэг хэсэг болгон бэлэн давирхайг зарахыг зөвшөөрдөг боловч үйлдвэрлэлийн үе шат хараахан дуусаагүй байна: янз бүрийн нэмэлтүүдээр ханасан байдлыг мартаж болохгүй. Эдгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн ачаар бэлэн давирхай нь өвөрмөц шинж чанарыг олж авдаг.

Холимог найрлагыг үйлдвэрлэгч өөрчилж болно - полиэфир давирхайг яг хаана хэрэглэхээс их зүйл шалтгаална. Мэргэжилтнүүд хамгийн оновчтой хослолыг сонгодог бөгөөд үүний үр дүн юмажил нь огт өөр шинж чанартай бодис байх болно.

Давирхай үйлдвэрлэл: хоёрдугаар шат

Бэлэн болсон хольц нь хатуу байх нь чухал - ихэвчлэн полимержих процесс дуусах хүртэл хүлээдэг. Хэрэв энэ нь тасалдсан бөгөөд материал нь худалдаанд гарсан бол энэ нь зөвхөн хэсэгчлэн полимержих болно. Хэрэв үүнтэй юу ч хийхгүй бол полимержилт үргэлжилж, бодис нь хатуурах болно. Эдгээр шалтгааны улмаас давирхайг хадгалах хугацаа нь маш хязгаарлагдмал байдаг: хуучин материал нь түүний эцсийн шинж чанар нь улам дорддог. Полимержилтийг бас удаашруулж болно - үүнд хөргөгч ашигладаг тул хатуурал үүсдэггүй.

Үйлдвэрлэлийн үе шат дуусч, эцсийн бүтээгдэхүүн гаргахын тулд давирхайд хоёр чухал бодис нэмэх шаардлагатай: катализатор ба идэвхжүүлэгч. Тэд тус бүр өөрийн гэсэн функцийг гүйцэтгэдэг: дулааны үйлдвэрлэл нь хольцоос эхэлдэг бөгөөд энэ нь полимержих процесст хувь нэмэр оруулдаг. Өөрөөр хэлбэл гаднаас дулааны эх үүсвэр авах шаардлагагүй - үүнгүйгээр бүх зүйл тохиолддог.

Полимержих процессыг зохицуулдаг - бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн харьцааг хянадаг. Катализатор ба идэвхжүүлэгчийн хоорондох холбоо нь тэсрэх хольц үүсэхэд хүргэдэг тул сүүлийнхийг ихэвчлэн үйлдвэрлэлийн нэг хэсэг болгон давирхайд нэмдэг, катализаторыг хэрэглэхийн өмнө нэмдэг, ихэвчлэн тусад нь нийлүүлдэг. Зөвхөн полимержих процесс дууссаны дараа бодис хатуурч, полиэфир давирхайг үйлдвэрлэж дууссан гэж дүгнэж болно.

Оригинал давирхай

Энэ юу вэматериалыг анхны байдалд нь байгаа эсэх? Энэ нь зөгийн бал шиг наалдамхай шингэн бөгөөд хар хүрэнээс цайвар шар хүртэл өнгөтэй байдаг. Тодорхой хэмжээний хатууруулагчийг нэвтрүүлэхэд полиэфир давирхай нь эхлээд бага зэрэг өтгөрч, дараа нь желатин хэлбэрийг олж авдаг. Хэсэг хугацааны дараа тууштай байдал нь резинтэй төстэй болж, дараа нь бодис хатуурч (уусдаггүй, уусдаггүй болно).

Хэвийн температурт хэдэн цаг зарцуулдаг тул энэ процессыг хатууруулах гэж нэрлэдэг. Давирхай нь хатуу төлөвт байх үед энэ нь олон төрлийн өнгөөр амархан будаж болох хатуу, бат бөх материалтай төстэй. Дүрмээр бол энэ нь шилэн даавуу (полиэфир шилэн) хослуулан хэрэглэгддэг бөгөөд энэ нь янз бүрийн бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх бүтцийн элементийн үүргийг гүйцэтгэдэг - тухайлбал полиэфир давирхай юм. Ийм хольцтой ажиллах заавар нь маш чухал юм. Үүний заалт бүрийг дагаж мөрдөх шаардлагатай.

Гол онцлогууд

Этгэсэн төлөвт байгаа полиэфир давирхай нь маш сайн бүтцийн материал юм. Эдгээр нь хатуулаг, өндөр хүч чадал, маш сайн диэлектрик шинж чанар, элэгдэлд тэсвэртэй, химийн эсэргүүцэл зэргээр тодорхойлогддог. Ашиглалтын явцад полиэфир давирхайгаар хийсэн бүтээгдэхүүн нь байгаль орчны үүднээс аюулгүй гэдгийг мартаж болохгүй. Шилэн даавуутай хослуулан хэрэглэдэг хольцын тодорхой механик шинж чанарууд нь гүйцэтгэлийн хувьд бүтцийн гангийн параметрүүдтэй төстэй байдаг (зарим тохиолдолд бүр давж гардаг). Бодис нь ердийн өрөөний температурт хатдаг тул үйлдвэрлэлийн технологи нь хямд, энгийн, аюулгүй байдаг.температур, тэр ч байтугай даралт хэрэглэх шаардлагагүй. Дэгдэмхий болон бусад дагалдах бүтээгдэхүүний ялгаралт байхгүй, зөвхөн бага зэрэг агшилт ажиглагдаж байна. Тиймээс бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхийн тулд өндөр өртөгтэй, том хэмжээний суурилуулалт хийх шаардлагагүй бөгөөд дулааны эрчим хүч шаардагдахгүй бөгөөд үүний ачаар аж ахуйн нэгжүүд их, бага хүчин чадалтай үйлдвэрлэлийг хурдан эзэмшдэг. Полиэфир давирхайн хямд үнээр бүү мартаарай - энэ үзүүлэлт нь эпокситой харьцуулахад хоёр дахин бага байна.

Үйлдвэрлэлийн өсөлт

Өнөөдрийн байдлаар ханаагүй полиэфир давирхайн үйлдвэрлэл жил бүр эрчимжиж байгааг үл тоомсорлож болохгүй - энэ нь зөвхөн манай улсад төдийгүй гадаад ерөнхий чиг хандлагад хамаатай юм. Хэрэв та мэргэжилтнүүдийн дүгнэлтэд итгэж байгаа бол энэ байдал ойрын ирээдүйд үргэлжлэх нь дамжиггүй.

Давирхайн сул тал

Мэдээжийн хэрэг, полиэфир давирхай нь бусад материалын нэгэн адил сул талуудтай байдаг. Жишээлбэл, үйлдвэрлэлийн явцад стиролыг уусгагч болгон ашигладаг. Энэ нь шатамхай бөгөөд маш хортой. Одоогийн байдлаар найрлагад нь стирол агуулаагүй ийм брэндүүд аль хэдийн бий болсон. Өөр нэг тодорхой сул тал: шатамхай чанар. Өөрчлөгдөөгүй, ханаагүй полиэфир давирхай нь хатуу мод шиг шатдаг. Энэ асуудлыг шийдэж байна: нунтаг дүүргэгчийг бодисын найрлагад оруулдаг (фтор, хлор агуулсан бага молекул жинтэй органик нэгдлүүд, сурьмагийн гурвалсан исэл), заримдаа химийн өөрчлөлтийг ашигладаг - тетрахлорофталик,хлорендын хүчил, зарим мультимер: винил хлорацетат, хлоростирин, хлор агуулсан бусад нэгдлүүд.

Давирхайн найрлага

Хэрэв бид ханаагүй полиэфир давирхайн найрлагыг авч үзвэл энд янз бүрийн шинж чанартай химийн элементүүдийн олон бүрэлдэхүүн хэсэгтэй холимогийг тэмдэглэж болно - тэдгээр нь тус бүр нь тодорхой үүрэг гүйцэтгэдэг. Үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь полиэфир давирхай бөгөөд тэдгээр нь өөр өөр функцийг гүйцэтгэдэг. Жишээлбэл, полиэфир нь гол бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Энэ нь ангидрид эсвэл олон суурьт хүчилтэй урвалд ордог полиолуудын поликонденсацийн урвалын бүтээгдэхүүн юм.

Хэрэв бид олон атомт спиртийн тухай ярих юм бол диэтилен гликол, этилен гликол, глицерин, пропилен гликол, дипропилен гликол энд эрэлт хэрэгцээтэй байна. Ангидридын хувьд адип, фумарын хүчил, фталик, малеин ангидридыг ашигладаг. Полиэфир нь боловсруулахад бэлэн үед бага молекул жинтэй (ойролцоогоор 2000) байвал полиэфир давирхайг цутгах боломжгүй болно. Бүтээгдэхүүнийг хэвлэх явцад энэ нь гурван хэмжээст сүлжээний бүтэцтэй, өндөр молекул жинтэй полимер болж хувирдаг (хатаах санаачлагчуудыг нэвтрүүлсний дараа). Энэ бүтэц нь химийн эсэргүүцэл, материалын өндөр бат бөх чанарыг хангадаг.

Уусгагч-мономер

Өөр нэг зайлшгүй бүрэлдэхүүн хэсэг бол уусгагч мономер юм. Энэ тохиолдолд уусгагч нь давхар функцийг гүйцэтгэдэг. Эхний тохиолдолд давирхайн зуурамтгай чанарыг боловсруулахад шаардагдах түвшинд хүртэл бууруулах шаардлагатай (полиэфир өөрөө учраас)хэтэрхий зузаан).

Нөгөөтэйгүүр, мономер нь полиэфиртэй сополимержих процесст идэвхтэй оролцдог бөгөөд үүний үр дүнд полимержилтын оновчтой хурд, материалын хатуурлын өндөр гүнийг хангадаг (хэрэв полиэфирийг тусад нь авч үзвэл тэдгээрийн хатууралт нь бага байдаг. нэлээд удаан). Гидропероксид нь шингэн төлөвөөс хатуурахад шаардлагатай бүрэлдэхүүн хэсэг бөгөөд энэ нь полиэфир давирхайг бүх чанарыг нь олж авах цорын ганц арга зам юм. Ханаагүй полиэфир давирхайтай ажиллахдаа катализаторыг заавал ашиглах шаардлагатай.

хурдасгуур

Энэ найрлагыг үйлдвэрлэх явцад болон боловсруулах явцад (санаачлагчийг нэмэхээс өмнө) полиэстерт нэмж болно. Кобальт давс (кобальт октоат, нафтенат) нь полимерийг хатууруулах хамгийн оновчтой хурдасгагч гэж нэрлэгдэх боломжтой. Полимержилт нь зөвхөн хурдасгаад зогсохгүй идэвхжсэн байх ёстой, гэхдээ зарим тохиолдолд удааширдаг. Нууц нь хэрэв хурдасгагч ба санаачлагчийг ашиглахгүй бол бэлэн бодисонд чөлөөт радикалууд бие даан үүсэх бөгөөд үүний улмаас полимержилт нь хугацаанаас нь өмнө буюу хадгалах явцад үүснэ. Энэ үзэгдлээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд хатууралтыг удаашруулагч (дарангуйлагч) зайлшгүй шаардлагатай.

Дарангуйлагч зарчим

Энэ бүрэлдэхүүн хэсгийн үйл ажиллагааны механизм нь дараах байдалтай байна: энэ нь үе үе гарч ирдэг чөлөөт радикалуудтай харилцан үйлчилж, бага идэвхтэй радикалууд эсвэл огт радикал шинж чанартай нэгдлүүдийг үүсгэдэг. Дарангуйлагчийн үүргийг ихэвчлэн ийм байдлаар гүйцэтгэдэгбодисууд: хинон, трикрезол, фенон, зарим органик хүчил. Полиэфирийг үйлдвэрлэх явцад бага хэмжээний дарангуйлагчаар боловсруулсан болно.

Бусад нэмэлтүүд

Дээр дурдсан бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь гол бүрэлдэхүүн хэсгүүд бөгөөд тэдгээрийн ачаар полиэфир давирхайг холбогч болгон ашиглах боломжтой болсон. Гэсэн хэдий ч практикээс харахад бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх явцад хангалттай их хэмжээний нэмэлтийг полиэстерт нэвтрүүлж, улмаар олон төрлийн функцийг гүйцэтгэж, анхны бодисын шинж чанарыг өөрчилдөг. Эдгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн дотроос нунтаг дүүргэгчийг тэмдэглэж болно - тэдгээрийг агшилтыг багасгах, материалын өртөгийг бууруулах, галд тэсвэртэй байдлыг нэмэгдүүлэх зорилгоор тусгайлан нэвтрүүлсэн. Түүнчлэн хэрэглэх нь механик шинж чанар нэмэгдсэнтэй холбоотой шилэн даавууг (арматур дүүргэгч) тэмдэглэх нь зүйтэй. Бусад нэмэлтүүд байдаг: тогтворжуулагч, хуванцаржуулагч, будаг гэх мэт.

Шилэн дэвсгэр

Шилэн шилэн нь зузаан болон бүтцийн хувьд өөр байж болно. Шилэн дэвсгэр нь жижиг хэсэг болгон жижиглэсэн шилэн утас бөгөөд тэдгээрийн урт нь 12-50 мм-ийн хооронд хэлбэлздэг. Элементүүд нь ихэвчлэн нунтаг эсвэл эмульс болох өөр түр зуурагчийг ашиглан наасан байна. Эпокси полиэфир давирхайг санамсаргүй байдлаар байрлуулсан утаснуудаас бүрдэх шилэн дэвсгэр үйлдвэрлэхэд ашигладаг бол шилэн даавуу нь гадаад төрхөөрөө энгийн даавуутай төстэй байдаг. Боломжит дээд зэргийн бат бөх байдалд хүрэхийн тулд янз бүрийн зэрэглэлийн шилэн материалыг ашиглах хэрэгтэй.

Ерөнхийдөө шилэн дэвсгэр багатайхүч чадал, гэхдээ тэдгээрийг боловсруулахад илүү хялбар байдаг. Шилэн утастай харьцуулахад энэ материал нь матрицын хэлбэрийг илүү сайн давтдаг. Шилэн утас нь нэлээд богино, эмх замбараагүй чиг баримжаатай тул дэвсгэр нь маш их хүч чадлаар сайрхаж чадахгүй. Гэсэн хэдий ч энэ нь зөөлөн, сул, зузаан, хөвөнг санагдуулдаг тул давирхайгаар амархан шингээж болно. Материал нь үнэхээр зөөлөн бөгөөд хэвэнд ордог. Жишээлбэл, ийм дэвсгэрээр хийсэн ламинат нь маш сайн механик шинж чанартай, агаар мандлын нөхцөлд (удаан хугацаанд ч гэсэн) өндөр эсэргүүцэлтэй байдаг.

Шилэн дэвсгэр ашигладаг газар

Мат нь нарийн төвөгтэй хэлбэр бүхий бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх чадвартай байхын тулд контакт хэвний салбарт ашиглагддаг. Энэ материалаар хийсэн бүтээгдэхүүнийг янз бүрийн салбарт ашигладаг:

• хөлөг онгоцны үйлдвэрлэлийн салбарт (кано, завь, дарвуулт онгоц, загас зүсэгч, төрөл бүрийн дотоод байгууламж барих гэх мэт);
• Шилэн дэвсгэр болон полиэфир давирхайг автомашины үйлдвэрлэлд (төрөл бүрийн машины эд анги, цилиндр, фургон, диффузор, танк, мэдээллийн самбар, орон сууц гэх мэт) ашигладаг;
• барилгын салбарт (зарим модон бүтээгдэхүүн, барилгын автобусны хашаа, тусгаарлах хана гэх мэт).

Шилэн дэвсгэр нь өөр өөр нягтралтай, түүнчлэн зузаантай. Материалыг граммаар хэмждэг нэг квадрат метрийн жинд хуваана. Нилээд нимгэн материал байдаг, бараг лагаартай (шилэн хөшиг), зузаан нь бас байдаг, бараг хөнжил шиг (бүтээгдэхүүнийг хүссэн зузааныг олж авах, шаардлагатай бат бөх чанарыг хангахад ашигладаг).