Статья: Армированная полимерная композиция для использования в качестве строительного материала

УДК 691.175.5/.8

ООО “ТД Новополимер”, г. Чехов, Московская обл.

Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.

АРМИРОВАННАЯ ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В КАЧЕСТВЕ СТРОИТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА

Линьков М.В.^*, Кучеренко Е.В., Арзамасцев С.В., Щербаков А.С., Пачина О.В.

Рассмотрены вопросы использования композиционных материалов строительного назначения на основе полиолефиновых композиций, которая может быть использована, в частности, для снижения стоимости геосеток, геотекстиля и др. Технические пленки, изготовленные из разработанной композиции обладают высоким комплексом свойств.

Ключевые слова: армирование, полиолефины, полиэтилен высокого давления, дифференциальная сканирующая калориметрия

Questions of use of composite materials of building on-value on the basis of polyolefin compositions which can be used, in particular, for decrease in cost of geocrete, geotextile, etc. Are considered. Technical films made of the developed composition possess a high complex of properties.

Keywords: r einforcement, polyolefins, high-density polyethylene, differential scanning calorimetry

Полиэтилен производится в промышленных масштабах всего 80 лет, но за это время он стал незаменимым в любом строительстве. Его используют для защиты конструкций от дождя и снега; как теплоизоляционный материал; для укрытия мебели и готовых поверхностей от строительной пыли и частиц краски.

Армированную полиэтиленовую пленку применяют как конструкционный материал при кровельных и фундаментных работах, при заливке наливных полов. Между двумя слоями этой пленки находится сетка из прочных нитей, что делает ее более устойчивой к механическим повреждениям. Поэтому ее применяют также при укрытии лесов или оборудования в ветреную погоду.

Неиспользованным резервом снижения себестоимости армированной пленки является использование отходов ее производства.

Проблема повышения эффективности использования отходов собственного производства и снижения стоимости продукции остро стоит у производителей различных полимерных пленок. Существует сложность рециглинга отходов таково вида продукции как армированная пленка. Армированная полиэтиленовая пленка - это полотно, состоящее из армирующего слоя, ламинированного с двух сторон слоями полиэтилена [1, 3]. В качестве армирующего слоя применяется двуосноориентированная полипропиленовая или тканая полиэфирная сетка (нить). Компания ООО “ТД НОВОПОЛИМЕР” является производителем армированной пленки под торговой маркой СТРЕН в диапазоне удельного веса от 80 до 250 г/мІ. Сейчас на практике применяют несколько способов разделения пленочных отходов полиэтилена высокого давления (ПВД) и полипропилена (ПП), но они подразумевают увеличение технологических операций, трудоемки и финансово затратны. Для утилизации отходов была разработан метод получения вторичной термопластичной полимерной композиции, пригодной для дальнейшего формования технической пленки и листов методом экструзии. Композиция имеет в своем составе ПВД (ПТР 2 г/10 мин, при 2,16 кг, 190С°) и ПП (ПТР 3г/10 мин при 2,16 кг, 230°С) в соотношении 60-70/40-30%. Сущность разработанного метода заключается в получении термопластичной полимерной композиции из смеси полимеров с различными температурами плавления - ПП и ПВД. Для этого брак и отходы армированной пленки измельчают в шредере до частиц с размерами 7-5 мм. Полученную в шредере массу перерабатывают в роторном измельчителе до образования частиц с размерами 2-3 мм. Перед грануляцией проводится процесс сушки для получения однородной влажности всей композиции. Сушку смеси производят в вакуумной сушилке с перемешивающим устройством, при температуре 40-50С° и выдерживают до получения остаточной влажности 0,02%±10%. Полученную смесь перерабатывают в экструдере - грануляторе, выдерживая определенные технологические параметры (табл. 1). В качестве регулятора вязкости вторичный композиции использовался первичный (вторичный) полиэтилен высокого давления марка ПВД 12203-250-ТУ BY 300042199.111-2010 производства ОАО “Нафтан”, завод “Полимир” (г. Новополоцк).

Таблица 1

Температурный режим гранулирования вторичной композиции

Для определения фазового состава вторичной композиции и технологичности гранулирования, а в дальнейшем и переработки, был использован метод дифференциальной сканирующий калориметрии.

На кривых ДСК (рис. 1) присутствуют фазовые переходы ПВД и ПП в составе полимерной вторичной композиции.

Рис. 1. Кривые ДСК пленки толщиной 25мкм, изготовленной из смеси ПВД и ПП в соотношении 70:30 (масс)

полиефирный композиция геосетка

В настоящий момент проводятся работы по определению возможности многократного рециклинга полученной полимерной композиции.

Вторичную полимерную композицию (ПП+ПВД) применили для формования верхнего слоя геокомпозита марки “ТЕПЛО-СТРЭН” (ООО “ТД НОВОПОЛИМЕР). Данный материал представляет собой следующее поколение геокомпозита “СТРЭН-АСГЕО” ТУ-2245-012-88882290-12. Геокомпозит марки “ТЕПЛО-СТРЭН”, который предназначен для применения в качестве полотна технического назначения в конструкциях автомобильных дорог, аэродромов, тоннелей, площадок различного назначения и других геотехнических сооружениях, а так же для защиты изолированной поверхности трубопроводов в подтопляемой, обводненной и заболоченной местности при их строительстве, реконструкции и капитальном ремонте [2]. Благодаря текстильной вставке пленка адсорбирует остатки пара, влаги и способствует их выветриванию через вентиляционные зазоры. В состав экспериментального геокомпозита марки “ТЕПЛО-СТРЭН” входит холст геосинтетического материала (геотекстиля) с удельным весом 200г/мІ из штапельного полипропиленового волокна, закрепленный на основе методом термоскрепления и слоя полиэтиленовой пленки, изготовленной из вторичной полимерной композиции (ПП+ПВД). В качестве армирующего слоя между геотекстилем и пленкой применялась двуосно-ориентированная полипропиленовая сетка марки СТЭН С3-1 с удельным весом 45 г/мІ. Геокомпозит получается путем термического соединения трех слоев.

Полимерную вторичную композицию также использовали для изготовления листового материала методом плоскощелевой экструзии. Полученные листы из вторичной полимерной композиции толщиной 1,4 мм., имеющие прочность на разрыв не менее 14 кН/м могут применяться в качестве отсечной гидроизоляции, ограждающей и бордюрной ленты (табл. 2).

Таблица 2

Физико-механические свойства образцов изготовленных из вторичной термопластичной композиции ПП+ПВД.

В настоящее время в ООО “ТД Новополимер” проводится ряд испытаний полученных из вторичной полимерной композиции (ПП+ПВД) материалов на климатическое старение по ГОСТ 0.707-81 и определяется устойчивость материалов к ультрафиолетовому старению по ГОСТ Р55031-2012. Полученные данные свидетельствуют об устойчивости полученного материала к перепадам температуры и воздействию ультрафиолетового излучения.

Таким образом, изделия, получаемые из вторичной полимерной композиции (ПП+ПВД), по техническим характеристикам не хуже изделий из первичных материалов.

Список литературы

1. Научно-технологические принципы создания полимерматричных композитов на основе приоритетных наполнителей с заданным комплексом свойств: монография / Устинова Т.П., Панова Л.Г., Кардаш М.М., Кадыкова Ю.А., Левкина Н.Л., Плакунова Е.В., Бурмистров И.Н. Энгельс: Изд-во ЭТИ (филиал) СГТУ имени Гагарина Ю.А., 2014. 111 с.

2. Сайт компании ООО “ТД Новополимер” [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.stren.ru

3. Устинова, Т.П. Направленное регулирование структуры и свойств полимерматричных композиционных материалов /Устинова Т.П., Кадыкова Ю.А. // Вестник Тамбовского государственного технического университета. 2015. Т. 21. № 4. С. 644-652.