CC BY
16
№ 12 (93)
UNIVERSUM:
технические науки
декабрь, 2021 г.
ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО- ХИМИЧЕСКИХ И МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЛИМЕРОВ ИЗ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ ПРИ ИХ ВТОРИЧНОЙ ПЕРЕРАБОТКЕ
Лутфуллаев Саъдулла Шукурович
доцент,
Каршинский инженерно-экономический институт, Республика Узбекистан, г. Карши
Бекназаров Элёр Муродович
ассистент,
Каршинский инженерно-экономический институт, Республика Узбекистан, г. Карши E-mail: [email protected]
RESEARCH OF PHYSICO-CHEMICAL AND MECHANICAL PROPERTIES DURING THE PROCESSING OF PE, PP AND PVC SECONDARY POLYMERS
Sa'dulla Lutfullaev
Associate professor, Karshi engineering and economic institute, Republic of Uzbekistan, Karshi
Elyor Beknazarov
Assistant,
Karshi engineering and economic institute Republic of Uzbekistan, Karshi
АННОТАЦИЯ
В статье приведена результаты опытно--испытательных работ для переработки ПЭ, ПП и ПВХ вторичных полимеров получения пластифицированных полимерных материалов путём модификацией. Физико-химические и механические свойства полученных ПЭ, ПП и ПВХ образцов были определены современными методами контроля и сделаны важные выводы.
ABSTRACT
The article presents the results of experimental and test work for the processing of PE, PP and PVC secondary polymers to obtain plasticized polymer materials by modification. The physicochemical and mechanical properties of the obtained PE, PP and PVC samples were determined by modern control methods and important conclusions were drawn.
Ключевые слова: кратность переработки, пластификатор, стабилизатор, вязко-текучие показатели (ПТР), соапсток, диоктилфталат (ДОФ), температура размягчения полимеров, температуры растворения и перекристаллизации полимеров.
Keywords: multiplicity of processing, plasticizer, stabilizer, viscous-flow indicators (MFR), soap stock, dioctyl phthalate (DOP), softening temperature of polymers, temperature of dissolution and recrystallization of polymers.
Среди техногенных отходов поливинилхлорид (ПВХ) составляет 60% от общего количества полимерных отходов. Переработка отходов ПВХ по сравнению с полиолефинов немного сложна, поэтому сделанные продукты из них имеют сложный химический состав, то есть будут добавлены различные добавки.
Учитывая эти проблемы, можно получать различные типы вторичных продуктов, модифицируя их, добавляя специальные компоненты, облегчающие переработку отходов ПВХ. К этим компонентам входят первичный ПВХ, пластификатор, стабилизатор и многое другое.
Физико-механические и технологические свойства материала значительно меняются при переработке отходов полиэтилена (ПЭ) и полипропилена (ПП).
При вторичной переработке полимер дополнительно подвергается таким воздействиям, как меха-нохимическое и термоокисление, причем изменение его свойств зависит от количества его обработки (кратности).
Как упоминалось выше, изменение свойств полимера в процессах переработки отходов ПВХ, ПЭ и ПП связано с количеством перерабатываемых материалов и научные исследования в этой области
Библиографическое описание: Лутфуллаев С.Ш., Бекназаров Э.М. ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО- ХИМИЧЕСКИХ И МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЛИМЕРОВ ИЗ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ ПРИ ИХ ВТОРИЧНОЙ ПЕРЕРАБОТКЕ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2021. 12(93). URL: https://7universum. com/ru/tech/archive/item/12769
№ 12 (93)
AuiSli
1ш. те;
UNIVERSUM:
технические науки
декабрь, 2021 г.
показывают, что переработка полимера 3-5 раз приводит к очень небольшим изменениям (намного меньше, чем у первичного сырья) [1,2].
Однако при обработке 5-10 раз наблюдается значительное снижение прочности. Рекомендуется увеличить температуру впрыска до 3-5% при переработке вторичного полиэтилена, полученного при высоком давлении, либо количество оборотов шнеков при экструзии может быть увеличено на 4-6%. Также следует отметить, что молекулярная масса полиолефинов уменьшается при переработке, особенно под воздействием атмосферного кислорода. А это приводит к резкому увеличению хрупкости материалов.
Многократная переработка других типов полио-лефинов, таких как полипропилен, обычно увеличивает его вязкость (ПТР), но не вызывает резких изменений его прочности. Поэтому отходы, образующиеся при производстве деталей из полипропилена, а также сами части могут быть использованы для производства нового типа продукта путем смешивания его с первичным сырьем по истечении срока.
Это приводит к резкому увеличению хрупкости материалов. Многократная переработка других типов полиолефинов, таких как полипропилен, обычно увеличивает его вязкость (ПТР), но не приводит к резким изменениям его прочности. Следовательно, отходы, образующиеся при производстве деталей из полипропилена, а также сами детали могут быть использованы для производства нового типа продукта путем смешивания с первичным сырьем после окончания их срока службы [3, 4, 5, 6].
1. Температуры расплавления и перекристаллизации полимеров
Температуры расплавления и перекристаллизации исследуемых вторичных отходов ПЭ, ПП и ПВХ определяли на приборе дифференциального сканирующего калориметра (ДСК) по методике Д 3417-99. Следующие ниже эксперименты приведены температуры расплавления вторичных смесей ПЭ, ПП и ПВХ, полученных в различных пропорциях, и их смесей с пластификаторами.
Результаты экспериментальных испытаний приведены в таблице 1 ниже:
Таблица 1.
Температуры расплавления и перекристаллизации полимеров
Названия полимеров Температура расплавления, 0С Температура перекристаллизации, 0С
Гранулы Р-У342 130 122
Вторичный ПЭ 128 121,1
ПЭ + пластификатор; 1 : 0,1 122,2 117,9
ПЭ + пластификатор; 1 : 0,3 115,5 112,5
ПЭ + пластификатор; 1 : 0,5 108,2 105,2
Полипропилен 176 162
Вторичный ПП 160,1 151,4
ПП + пластификатор; 1 : 0,1 145,4 146,1
ПП + пластификатор; 1 : 0,3 138,6 135,6
ПП + пластификатор; 1 : 0,5 126,3 122,8
ПВХ 150 143,2
Вторичный ПВХ 144,4 137
ПВХ + пластификатор; 1 0,1 136,3 130,2
ПВХ + пластификатор; 1 0,3 131,1 123,8
ПВХ + пластификатор; 1 0,5 126,5 120,6
Вторичные смеси ПЭ, ПП и ПВХ 172 165
Вторичные смеси ПЭ, ПП и ПВХ+ пластификатор; 1 : 0,1 152,7 146,3
Вторичные смеси ПЭ, ПП и ПВХ+ пластификатор; 1 : 0,3 140,2 135,2
Вторичные смеси ПЭ, ПП и ПВХ+ пластификатор; 1 : 0,5 132,4 128,6
Из экспериментальных результатов, приведенных в таблице 1, можно сделать вывод, что добавление соапстока и диоктилфталата в качестве пластификаторов для производства качественных пластифицированных полимерных продуктов, используемых для различных целей при переработке вторичных
отходов ПЭ, ПП и ПВХ, снижает температуру размягчения вышеуказанных полимера, а также снижение температуры расплавления и температуры перекристаллизации. А это с технологический точки зрения считается целесообразно.
№ 12 (93)
A, UNI
am те;
UNIVERSUM:
технические науки
декабрь, 2021 г.
2. Исследование физико-механических свойств полимерных образцов
На основании описанных выше экспериментов определение физико-механических свойств этих образцов проводилось на отрезном станке «1ш1хоп» по ГОСТ 11262-80 (СТ СЭИ 1199-78).
Прочность растягивании (° Рм), прочность разрыва (арр), предел текучести при удлинении (арт )
и относительное удлинение (врр) полимерных образцов, полученных из вторичных смесей ПЭ, ПП и ПВХ различных пропорций и их смесей с пластификаторами, рассчитывались по следующим соответствующим формулам:
Прочность растягивании ( ° рм) образца полимера рассчитывали по следующей формуле:
арм -
F _ Рм
Лп
Прочность разрыва (с*рр) рассчитывалась по следующей формуле:
рр
_РР
Ло
Предел текучести при удлинении (^рТ ) рассчитывался по следующей формуле:
арт "
1 рт
4Г
Здесь, ^ нии, Н;
рм - максимальная сила при растягпва-
РР - сила при разрыва образца, Н;
БрТ - сила при начальном разрыве образца, Н; Ао - начальное сечение образца, мм2. Относительное удлинение при разрыве (врр) рассчитывалось по следующей формуле:
Д/
_ ор ЕРР "
in
100
Здесь Alop - изменение длины образца во время перерыва, мм;
lop - начальная длина образца, мм.
Результаты экспериментов с вторичными полимерными отходами приведены в таблице 2 ниже:
Tаблица 2.
Физико-механические свойства ПЭ, ПП и ПВХ образцов
Названия полимеров Fpt Fpm Fpp A/op
Гранулы Р-У456 31,07 31,08 12,45 65,4
Вторичный ПЭ 17,9 17,9 8,7 62,43
ПЭ + пластификатор; 1 : 0,1 13,4 13,4 6,5 44,3
ПЭ + пластификатор; 1 : 0,3 11,3 11,4 4,8 30,2
ПЭ + пластификатор; 1 : 0,5 10,2 10,1 3,6 28,5
Полипропилен 42,3 42,01 33,2 75,6
Вторичный ПП 28,8 28,7 27,3 56,4
ПП + пластификатор; 1 : 0,1 25,00 25,01 24,8 45,3
ПП + пластификатор; 1 : 0,3 22,58 21,67 20,8 25,56
ПП + пластификатор; 1 : 0,5 19,4 17,3 16,3 21,22
ПВХ 38,5 37,8 26,1 50,7
Вторичный ПВХ 21,37 20,72 20,8 41,44
ПВХ + пластификатор; 1 0,1 15,68 15,70 15,60 15,8
ПВХ + пластификатор; 1 0,3 13,91 13,91 13,90 12,92
ПВХ + пластификатор; 1 0,5 11,7 10,1 10,05 9,64
Вторичные смеси ПЭ, ПП и ПВХ 24,6 23,8 23,0 36,7
Вторичные смеси ПЭ, ПП и ПВХ+ пластификатор; 1 : 0,1 18,3 17,9 18,5 27,0
Вторичные смеси ПЭ, ПП и ПВХ+ пластификатор; 1 : 0,3 17,0 16,8 17,5 24,7
Вторичные смеси ПЭ, ПП и ПВХ+ пластификатор; 1 : 0,5 14,2 13,4 13,1 21,2
№ 12 (93)
A, UNI
те;
UNIVERSUM:
технические науки
декабрь, 2021 г.
Как видно из таблицы 2 выше, первичный полиэтилен Р-У456 имеет Прочность растягивании
(а ри X прочность разрыва (1:17 рр), предел текучести
при удлинении (,:^рТ ) и относительное удлинение
(ерр) при различных соотношениях вторичных отходов ПЭ, ПП и ПВХ и их пластификаторов можно заметить, что все эти показатели несколько снизились по сравнению со смесями. Можно увидеть, что эта ситуация может быть дополнительно уменьшена
путем введения смесей пластификаторов (соап-стока и ДОФ) во вторичные полимерные отходы. Из этого можно сделать вывод, что физико--механические свойства смешанных полимерных отходов ухудшаются при вторичной переработке. Однако включение в их состав пластификатора способствует превращению полимерных смесей в однородные однородные массы и улучшению ориентаци-онных свойств в структурах полимерных смесей, а также и служит для улучшения формовочных свойств полимерного сырья.
Список литературы:
1. Ермаков С.Н. и др. Получение композиционных материалов на основе вторичных полимеров методом реакционной экструзии / Пластические массы. - 2006. - № 5. - с. 46-49.
2. Гулиев С.А. и др. Высокопрочностные композиции на основе вторичных полиэтилена и полиамида / Пластические массы. - 2008. - № 9. - с. 42-43.
3. Э. Фатхуллаев, А.Т. Джалилов, К.С. Минскер, А.П. Марьин. Комплексное использование вторичных продуктов переработки хлопчатника при получение полимерных материалов. - Ташкент: Фан, 1988. - 143 с.
4. Э.М. Бекназаров, С.Ш. Лутфуллаев. Пластифицирланган полимер материаллари. Инновационное развитие нефтегазовой отрасли, современная энергетика и их актуальные проблем. Материалы международной конференции. 26 май, 2020 г. Ташкент, Узбекистан. стр.330-332.
5. С.Ш. Лутфуллаев, Ф.Л. Давронова. Стабилизация ПВХ химическими добавками. Universum: Химия и биология: научный журнал. - № 7(61). М., Изд. «МЦНО», 2019.
6. А.Х. Нарзуллаев, И.Л. Сирожиддинов, Н.Э.Мухсинова, Х.С. Бекназаров Синтез и использование новых типов ингибиторов коррозии на основе кортональдегида 2021 Журнал Universum: технические науки Номер 2-3 (83).
