CC BY
27
УДК 678.743.22
А. С. Кассин, Н. Н. Тихонов*, А. Н. Пачина
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия ООО «Деке Экстружн», Московская область, Россия 125190, Москва, Миусская площадь, д. 9 * e-mail: [email protected]
ПРИМЕНЕНИЕ ХЛОРИРОВАННОГО ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ
ДЕФОРМАЦИОННОЙ ТЕПЛОСТОЙКОСТИ ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА
В результате работы была определена оптимальная дозировка хлорированного поливинилхлорида в рецептуре водосточных желобов из поливинилхлорида с целью увеличения деформационной теплостойкости. Были испытаны рецептуры с дозировкой хлорированного поливинилхлорида от 4 до 20%. В результате проведённых испытаний было определено, что оптимальной является дозировка около 10%. Было исследовано влияние хлорированного поливинилхлорида на климатическую стойкость изделий из ПВХ. В результате проведённых климатических испытаний было показано, что хлорированный поливинилхлорид не оказывает значительного влияния на климатическую стойкость водосточных желобов из ПВХ.
Ключевые слова: поливинилхлорид, хлорированный поливинилхлорид, деформационная теплостойкость, климатическая стойкость.
Работа выполнена на производственной базе ведущего производителя водосточных систем из поливинилхлорида в России компании «Деке Экстружн», в которой работает один из авторов статьи.
Водосточные системы из поливинилхлорида набирают популярность в нашей стране и активно вытесняют на рынке изделия из металла благодаря своим неоспоримым преимуществам: доступная стоимость, легкость монтажа, бесшумность, отсутствие коррозии, прочность и эстетичность. Но водосточные системы из поливинилхлорида имеют одну слабую сторону - недостаточно высокую деформационную теплостойкость. Изделия начинают испытывать тепловую деформацию при нагревании на солнце уже при температуре выше 65
°С [1].
Для увеличения деформационной
теплостойкости водосточных систем из поливинилхлорида в работе был использован метод физико-химической модификации полимера. В качестве модификатора был выбран хлорированный
поливинилхлорид (ХПВХ), который имеет повышенную деформационную теплостойкость и хорошо совмещается с поливинилхлоридом в широком интервале концентраций. В настоящее время хлорированный поливинилхлорид
применяется, преимущественно, для производства труб для горячего водоснабжения [2]. Для испытаний был выбран ХПВХ марки H727 производства «Kaneka Corporation» (Япония), свойства которого представлены в таблице 1.
Для оценки деформационной теплостойкости водосточных желобов из модифицированного ПВХ их подвергали нагреву различными способами:
1. При помощи конвективного нагрева в тепловом шкафу .
2. Нагреву под действием ИК излучения от ИК ламп (данный способ позволяет с максимальной достоверностью смоделировать нагрев водосточных желобов в естественных условиях их эксплуатации).
Результаты испытаний представлены в таблице 2.
Таблица 1. Свойства хлорированного ПВХ марки H727
Показатель Значение Метод испытаний
Температура размягчения по Вика, °С 111-117 JIS K7206 (ISO 306)
Содержание летучих веществ, % не более 0,3 JIS K7382 (ISO 1269)
Насыпная плотность, г/мл 0,57-0,67 JIS K7365 (ISO 60)
Константа Фикентчера 54-57 JIS K7367-2 (ISO 1628-2)
Таблица 2. Зависимость деформационной теплостойкости водосточных желобов от содержания в рецептуре _хлорированного поливннилхлорида
Номер образца Количество хлорированного поливннилхлорида в рецептуре, % Теплостойкость в тепловом шкафу Теплостойкость под ПК лампами
Температура, 0С Деформация, мм Температура, 0С Деформация, мм
Образец №1 0% 65 6 79 11
Образец №2 4% 65 4 80 7
Образец №3 7% 65 3 81 4
Образец №4 10% 65 2 79 0
Образец №5 20% 65 -5 82 -8
Образец №1 желоба без хлорированного поливннилхлорида раскрылся в тепловом шкафу на 6 мм. При введении в образец №5 20% хлорированного поливннилхлорида желоб сжался на 5 мм. Подобная деформация не является типичной и может быть вызвана наличием остаточных напряжений. При увеличении дозировки хлорированного поливннилхлорида с 4% до 10% прослеживается устойчивая тенденция к снижению деформации с 4 мм до 2 мм. Тепловая деформация до 2 мм является нормативной.
Все образцы нагревались под ИК лампами до 7982 0С. Образец №1 нагревался до 79 0С и раскрылся на 11 мм. Образец №5 нагревался до 82 0С и сжался на 8 мм. При увеличении дозировки хлорированного поливннилхлорида с 4% до 7% деформация желобов
под ИК лампами снизилась с 7 мм до 4 мм. При дозировке 10% образец №4 нагревался до 79 0С, при этом деформация образцов отсутствовала.
Водосточные желобы эксплуатируются в жёстких климатических условиях. Поэтому важно было оценить, насколько изделия, полученные из ПВХ, модифицированного ХПВХ, сохраняют в процессе эксплуатации свою климатическую стойкость.
С этой целью были проведены климатические испытания в везерометре ОЦУ образцов №1 и №5 . Режим испытаний: стандарт ЛБТМ , продолжительность цикла - 1000 часов.
Результаты климатических испытаний приведены в таблицах 3 и 4.
Таблица 3. Результаты климатических испытаний (Показатели цвета в ходе испытаний)
№ образца Показатели цвета Показатели цвета в ходе испытаний
0 часов 144 часов 312 часов 504 часа 650 часов 800 часов 1000 часов
Образец №1 Ь* 30,61 30,18 30,15 30,13 30,48 31,16 31,35
а* 1,92 2,01 1,93 1,61 1,51 1,05 0,69
Ь* 3,55 3,38 3,4 3,38 3,34 3,14 2,79
в 66,9 63,7 63,8 53,7 42,6 23,6 9
Образец №2 Ь* 30,68 30,19 30,22 29,86 30,36 31,16 31,35
а* 1,95 2,02 1,9 1,67 1,5 0,99 0,64
Ь* 3,57 3,45 3,43 3,35 3,31 2,99 2,46
в 70,9 69,2 68,8 56,5 46,6 26,8 10,8
Таблица 4. Результаты климатических испытаний (Разница в показателях цвета)
№ образца Показатели цвета Разница в показателях цвета
Разница в показателях (144) Разница в показателях (312) Разница в показателях (504) Разница в показателях (650) Разница в показателях (800) Разница в показателях (1000)
Образец №1 L* -0,43 -0,46 -0,48 -0,13 0,55 0,74
а* 0,09 0,01 -0,31 -0,41 -0,87 -1,23
b* -0,17 -0,15 -0,17 -0,21 -0,41 -0,76
G -3,2 -3,1 -13,2 -24,3 -43,3 -57,9
Образец №2 L* -0,49 -0,46 -0,82 -0,32 0,48 0,67
а* 0,07 -0,05 -0,28 -0,45 -0,96 -1,31
b* -0,12 -0,14 -0,22 -0,26 -0,58 -1,11
G -1,7 -2,1 -14,4 -24,3 -44,1 -60,1
Климатические испытания водосточных желобов, изготовленных из немодифицированного ПВХ и ПВХ, модифицированного ХПВХ, показали, что хлорированный поливинилхлорид не оказывает негативного влияния на климатическую стойкость ПВХ. Изменение показателей цвета Ь, а и Ь образцов, а также показателя глянца в за 1000 часов испытаний находятся на сопоставимом уровне для образцов №1 и №5. Выводы:
1. Изучено влияние хлорированного
поливннилхлорида на деформационную
теплостойкость поливннилхлорида.
Установлено, что дозировка хлорированного поливннилхлорида 10% в рецептуре водосточных желобов является оптимальной для повышения их деформационной теплостойкости до нормативного уровня.
2. Изучено влияние хлорированного
поливннилхлорида на климатическую стойкость водосточных желобов. Установлено, что хлорированный поливинилхлорид не оказывает негативного влияния на климатическую стойкость водосточных желобов.
Кассин Артём Сергеевич, аспирант кафедры технологии переработки пластмасс РХТУ им. Д. И. Менделеева, Россия, Москва.
Тихонов Николай Николаевич, к.х.н., доцент кафедры технологии переработки пластмасс РХТУ им. Д. И. Менделеева, Россия, Москва.
Пачина Анжелика Николаевна, магистрант кафедры технологии переработки пластических масс РХТУ им. Д. И. Менделеева, Россия, Москва.
Литература
1. Уилки Ч., Саммерс Дж., Даниэле Ч. Поливинилхлорид. Спб: Профессия, 2007. - 728 с.
2. Гроссман Р. Руководство по разработке композиции на основе ПВХ. Спб.: Научные основы и технологии, 2009. - 608 с.
Kassin A. S., Tikhonov* N. N., Pachina A. N.
D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia.
email: [email protected]
DETAPPLICATION OF CHLORINATED POLYVINYLCHLORID FOR INCREASING OF HEAT DESTORTION TEMPERATURE OF POLYVINYLCHLORID GUTTERS
Abstract
As a result of the work carried out the optimal dosage of chlorinated Polyvinylchloride in polyvinylchloride gutters formulation was determined to increase the heat distortion temperature. Several formulations at a dosage of chlorinated polyvinylchloride from 4 to 20% were tested. As a result of tests, it was determined that the optimum dosage is about 10%. It was studied the effect of chlorinated polyvinylchloride on the climate resistance of gutters. As a result of climatic tests, it was proved that a chlorinated polyvinylchloride does not have a negative impact on the climate resistance of gutters.
Key words: chlorinated polyvinylchloride; increasing of heat distortion temperature; polyvinylchloride gutter.
33
