Новый полимерный сплав - Novel polymeric alloy

Новый полимерный сплав
ТипНанокомпозитный полимерный сплав
Основной ингредиентПолиолефин
Дополнительные ингредиентыПолиамиды, компатибилизаторы, антиоксиданты, красители
Плотность п0,96 г / см3
Предел прочности (σт)19–32 МПа
Предел упругости /Урожай12%
Температура стекла70° C
Температура плавления> 200 ° С
Коэффициент линейного расширения (α)80 частей на миллион ° C
Источник[1]

Новый полимерный сплав, также известный как Неолой, это полимерный сплав состоит из полиолефин и термопластичный технический полимер. Он был разработан специально для использования в высокопрочных геосинтетика. Первое коммерческое применение было у производителя полимерных лент, используемых для формирования сотовые системы локализации (геоячейки).

Новый полимерный сплав был разработан для замены полиэтилен высокой плотности (HDPE) в геосинтетике. Хотя HDPE широко используется из-за его низкой стоимости, простоты изготовления и гибкости, его относительно высокая слизняк, низкий предел прочности а чувствительность к повышенным температурам ограничивает его использование, например, в долгосрочных, критических приложениях геоячеек.[2]

Используется при производстве геосинтетических материалов, таких как Neoloy Geocell клеточная система заключения, новый полимерный сплав обеспечивает геоячейкам более высокую предел прочности и жесткость, и они более долговечны при динамической нагрузке и при повышенных температурах, чем те, которые сделаны из полиэтилена высокой плотности (Han, 2011).[3] Срок службы новых геосинтетических материалов из полимерных сплавов, таких как геоячейки, делает их пригодными для долгосрочного проектирования в инфраструктуре, такой как шоссе, железнодорожные пути, Контейнерные дворы и высокий поддерживающие стены.

Производство

Новый полимерный сплав используется для геосинтетических применений, таких какмодуль геоячейки или георешетки. В применениях геоячеек полосы совместно экструдируются в многослойные полосы. Наружные слои представляют собой смесь полиолефинов, а внутренний слой сформирован из полимера с высокими эксплуатационными характеристиками. Смесь обычно является несмешиваемой (сплав), где полимер с высокими эксплуатационными характеристиками диспергирован в матрице, образованной полиолефинами. Поскольку полимерные смеси в основном нестабильны, они подвергаются стабилизации во время обработки расплава на наноуровне в сочетании с совместимым материалом.[4]

Новый центральный слой (слои) из полимерного сплава изготовлен из высококачественного полимерного компаунда с модулем упругости ≥1400 МПа при 23 ° C, измеренным методом динамического механического анализа (DMA) при частоте 1 Гц в соответствии с ASTM D4065; или предел прочности при растяжении не менее 30 МПа. Наружные слои обычно изготавливаются из полиэтилена или полипропиленового полимера со смесью или сплавом с другими полимерами, наполнителями, добавками, волокнами и эластомерами. Высокоэффективные сплавы полиамидов, сложных полиэфиров и полиуретанов комбинируются с полипропиленом, сополимерами, блок-сополимерами, смесями и / или другими комбинациями.[5]

Производство

В то время как большинство гомополимеров полипропилена слишком хрупкие, а большинство сополимеров полипропилена слишком мягкие, определенные сорта полипропиленовых полимеров достаточно жесткие для инженерных целей, но достаточно мягкие, чтобы можно было использовать геосинтетические материалы для установки. Эти полимеры модифицируются с помощью запатентованных процессов обработки и добавления добавок, таких как наночастицы для достижения требуемых физических свойств.

В отличие от низкокристаллических полимеров, таких как полипропилен, которые требуют постэкструзионной обработки, такой как ориентация, сшивание и / или термический отжиг, более высококристаллические полимеры, такие как новый полимерный сплав, можно экструдировать в виде полос и сваривать по частям без постэкструзии. лечение. Лист можно экструдировать в полосы и сваривать, посеивать или склеивать вместе для образования геосинтетических продуктов. Такой добавки (стабилизаторы для полимеров) могут быть выбраны, среди прочего, из зародышеобразователей, наполнителей, волокон, светостабилизаторов на основе затрудненных аминов (HALS), антиоксидантов, поглотителей УФ-света и углеродной сажи в форме порошков, волокон или нитевидных кристаллов.

Характеристики

В полиолефин в новом полимерном сплаве смесь полимеров обеспечивает сопротивление растрескиванию под напряжением, гидролитический сопротивление, очень низкие температуры и сопротивление разрыву, в то время как полиамид инженерный полимер обеспечивает прочность, жесткость, сохранение механическая сила при повышенных температурах, сопротивление ползучести и долговременная стабильность размеров. Новый полимерный сплав имеет коэффициент температурного расширения КТР менее примерно 135 частей на миллион / ° C; устойчивость к кислым средам выше, чем у смолы полиамида 6, и / или устойчивость к основным средам выше, чем у смолы ПЭТ; устойчивость к углеводородам выше, чем у HDPE; модуль ползучести> 400 МПа при 25 ° C и 20% нагрузки по пределу текучести в течение 60 минут (ISO 899-1); и 1 процент секанса модуль упругости при изгибе > 700 МПа при 25 ° C (ASTM D790). Новый полимерный сплав имеет предел прочности в диапазоне от 19,1 до 32 МПа с модуль упругости от 440 до 820 МПа (при деформации 2%).[1]

Приложения

Разработан новый полимерный сплав для высокомодульных геосинтетических материалов, в том числе геоячейки, георешетки и геомембраны, требующие большей прочности, жесткости и долговечности. В применении геоячеек высокий модуль упругости нового полимерного сплава означает жесткие и прочные стенки ячеек, которые обеспечивают очень высокую упругую реакцию на динамическую нагрузку даже после миллионов циклов без остаточной пластической деформации.[6] Прочность и жесткость нового полимерного сплава, измеряемая по пределу прочности на растяжение, долговременному сопротивлению деформации, коэффициенту теплового расширения (КТР) и характеристикам при повышенных температурах (модуль накопления), обеспечивает срок службы, ранее доступный в применениях геоячеек. Это заметное развитие в геосинтетической / геоячеистой промышленности, позволяющее использовать геоячейки, например, в структурном армировании для гибких дорожных покрытий, удерживающих грунт стен и других геосинтетических приложений, работающих в тяжелых условиях, где критически важна долговечность при больших нагрузках ( Лещинский и др., 2009). В то же время новые свойства полимерного сплава позволяют изготавливать более легкие геоячейки, которые сохраняют подходящую конструктивную прочность для умеренных нагрузок, которые обычно встречаются на откосах, каналах и подпорных стенках.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Халахми И., Эрез О., Эрез А. (2009, 2010), статья о высокопроизводительных геосинтетических материалах, патенты США 7 674 516 B2, 7 541 084 B2
  2. ^ Лещинский, Д. (2009) «Исследования и инновации: сейсмические характеристики различных геоячеек, удерживающих землю», Геосинтетика, № 27, № 4, 46-52.
  3. ^ Хан, Дж., Покхарел, С. К., Янг, X. и Такур, Дж. (2011). «Дороги без покрытия: жесткие клетки - геосинтетическое армирование - большие перспективы». Дороги и мосты. Июль, 49 (7), 40-43
  4. ^ Халами, И., Эрез, О., Эрез, А., (2011), Процесс производства совместимых полимерных смесей, Патент США 8026309 B2.
  5. ^ Халахми И., Эрез О., Эрез А. (2012), Многослойная сэндвич-система для геоячеек, Патент США 8,173,241 B2.
  6. ^ Покхарел, С. К., Хан, Дж., Манандхар, К., Ян, X. М., Лещинский, Д., Халахми, И., и Парсонс, Р. Л. (2011). «Ускоренное испытание грунтовых дорог, армированных геоячейками, поверх слабого земляного полотна». Журнал совета по исследованиям в области транспорта, 10-я Международная конференция по дорогам с малым объемом движения, 24–27 июля, Лейк-Буэна-Виста, Флорида, США

внешняя ссылка