CZ31509U1 - Termoplastický kompozit a vícevrstvá trubka z něho vyrobená - Google Patents
Termoplastický kompozit a vícevrstvá trubka z něho vyrobená Download PDFInfo
- Publication number
- CZ31509U1 CZ31509U1 CZ2017-34498U CZ201734498U CZ31509U1 CZ 31509 U1 CZ31509 U1 CZ 31509U1 CZ 201734498 U CZ201734498 U CZ 201734498U CZ 31509 U1 CZ31509 U1 CZ 31509U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- thermoplastic composite
- pipe
- ethylene
- multilayer pipe
- layer
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 37
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 title claims description 35
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 title claims description 35
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims description 25
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 21
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 21
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims description 14
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 12
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 12
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 claims description 12
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 11
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 11
- 229920005604 random copolymer Polymers 0.000 claims description 9
- 229920002748 Basalt fiber Polymers 0.000 claims description 7
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 claims description 7
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 claims description 4
- 229920001038 ethylene copolymer Polymers 0.000 claims description 3
- 229920005606 polypropylene copolymer Polymers 0.000 claims description 3
- 229920005629 polypropylene homopolymer Polymers 0.000 claims description 3
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical group O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 claims description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 27
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 18
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 15
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 13
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 13
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 13
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 12
- 235000019422 polyvinyl alcohol Nutrition 0.000 description 12
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 10
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 6
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 5
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 4
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 229920006301 statistical copolymer Polymers 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 2
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 2
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 2
- 239000010954 inorganic particle Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 239000011146 organic particle Substances 0.000 description 2
- 229920006112 polar polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000001073 sample cooling Methods 0.000 description 2
- FZHAPNGMFPVSLP-UHFFFAOYSA-N silanamine Chemical compound [SiH3]N FZHAPNGMFPVSLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 2
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 2
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- YFVKHKCZBSGZPE-UHFFFAOYSA-N 1-(1,3-benzodioxol-5-yl)-2-(propylamino)propan-1-one Chemical compound CCCNC(C)C(=O)C1=CC=C2OCOC2=C1 YFVKHKCZBSGZPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IMROMDMJAWUWLK-UHFFFAOYSA-N Ethenol Chemical compound OC=C IMROMDMJAWUWLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000012963 UV stabilizer Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 235000019241 carbon black Nutrition 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- MJEMIOXXNCZZFK-UHFFFAOYSA-N ethylone Chemical compound CCNC(C)C(=O)C1=CC=C2OCOC2=C1 MJEMIOXXNCZZFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229920000578 graft copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 229920001911 maleic anhydride grafted polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012766 organic filler Substances 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920001384 propylene homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 1
- 239000010456 wollastonite Substances 0.000 description 1
- 229910052882 wollastonite Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
- B32B27/08—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L11/00—Hoses, i.e. flexible pipes
- F16L11/04—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L9/00—Rigid pipes
- F16L9/12—Rigid pipes of plastics with or without reinforcement
- F16L9/127—Rigid pipes of plastics with or without reinforcement the walls consisting of a single layer
- F16L9/128—Reinforced pipes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
Description
Oblast techniky
Technické řešení se týká termoplastického kompozitu z kopolymeru vinylacetátu a vinylalkolholu s etylénem s anorganickými plnivy a/nebo výztužemi a vícevrstvé trubky z něho vyrobené. Stav techniky
Termoplastické kompozity jsou vyráběny s různými organickými plnivy, např. dřevitou moučkou, ale hlavně s anorganickými plnivy, z nichž nejběžnější jsou uhličitan vápenatý a/nebo výztužemi, jimiž jsou hlavně skleněná vlákna a mastek.
Použití anorganických plniv a výztuží v termoplastických kompozitech je v současnosti obecně rozšířenou technologií. Mají-li však být plniva skutečně účinnými a výrazně ovlivnit mechanické a jiné fyzikální vlastnosti, je nutno použít je v koncentracích minimálně 20 až 30 % hmotn. Toto může pak být finančně náročné, zvláště uvážíme-li zvýšenou hustotu materiálu plněného či vyztuženého anorganických látkami. Hustoty polyolefinů, zejména polypropylénu a polyetylénu, jako typických představitelů jsou obvykle v rozmezí 890 až 960 kg/m3 a hustoty anorganických plniv a výztuží jsou obvykle v rozmezí 2250 až 2600 kg/m3.
U termoplastických kompozitů je většinou snaha o zlepšení mechanických vlastností materiálu. Méně obvyklým je snaha o zlepšení a/nebo je žádoucí změna jiných fyzikálních vlastností. Může se jednat např. i o změny vlastností elektrických. V tomto případě se obvykle míří ke snížení povrchového a/nebo objemového elektrického odporu. Používá se k tomu obvykle jedné z forem uhlíku - elektro vodných sazí. Z termoplastických kompozitů se sazemi, a to nejen elektrovodnými, jsou díky zvýšené absorpci tepelného záření nebo přenosu tepla obsaženého v půdě, vodě či vzduchu vyráběny teplosměnné prvky, obvykle ve formě trubek či vaků. Těmito teplosměnnými prvky proudí kapalina, nej častěji voda, která tak přenáší energii k dalšímu využití, například pro ohřev budov a užitkové vody.
Z dalších forem uhlíku již připadá v úvahu uhlíkové vlákno. Jeho použití jako výztuže pro plasty obvykle míří ke zlepšení mechanických vlastností výsledného kompozitu. Použití uhlíkového vlákna vede k trubce, která má snížený koeficient lineární teplotní roztažnosti, jak bylo již popsáno v českém užitném vzoru číslo 27 700 (udělen 12. 01. 2015). Další fyzikální vlastností plastových trubek je difúze kyslíku přes stěnu trubky do přepravované kapaliny. Snížení této difúze je obvykle řešeno vícevrstvou konstrukcí trubky, v níž je zařazen a vrstva polyvinylalkoholu nebo polyamidu. Tyto polymery mohou být doplněny i vrstevnatými plnivy, např. montmorillonitem.
Podstata technického řešení
Úkolem technického řešení je vytvořit termoplastický kompozit se sníženým koeficientem lineární teplotní roztažnosti (v dalším textu bude používáno zkratky CLTE), zejména použitelný pro výrobu trubek, který bude zároveň tvořit bariéru pro difúzi kyslíku přes stěnu trubky do přepravované kapaliny. Toho se dosáhne podle technického řešení termoplastickým kompozitem z kopolymeru vinylacetátu a vinylalkoholu s etylénem s anorganickými plnivy a/nebo výztužemi, jehož podstata spočívá zejména v tom, že obsahuje 3 až 15 % hmotnostních uhlíkového vlákna a 0 až 9,9 % vlákna čedičového.
Z hlediska dávkování se jeví výhodné, když je použito uhlíkové vlákno mleté.
Z hlediska zpracovatelnosti se jeví výhodné, když je použito uhlíkové vlákno sekané.
S ohledem na snížení CLTE je účelné, aby trubka obsahovala alespoň v jedné vrstvě uhlíkové vlákno, které tvoří u třívrstvé trubky střední vrstvu.
Materiály pro vnitřní rozvody vody jsou obvykle na bázi polypropylenu a jeho kopolymerů s etylenem. Kopolymery mohou být heterofázové nebo náhodné. Využitelný je i homopolymer polypropylenu.
-1 CZ 31509 Ul
Protože polyvinylalkohol a jeho kopolymery s vinylacetátem jsou chemicky polárními polymery a materiály na bázi polypropylenu a jeho kopolymerů s etylenem jsou chemicky polárními polymery, je nutné buď jeden, nebo druhý, případně oba, polymery modifikovat tak, aby nedocházelo k oddělování vrstev u vícevrstvých trubek neboli delaminaci. Modifikace je provedena naroubovaným polárním komonomerem, například anhydridem kyseliny maleinové. Obsah modifikovaného kopolymerů je pak 15 až 35 %.
Výhodou termoplastického kompozitu a z něj vyrobených trubek, podle technického řešení, je úspora nákladů na výstavbu potrubních systémů. Této úspory je dosahováno snížením CLTE trubek a tím snížení počtu kompenzátorů teplotní roztažnosti v potrubním systému a počtu propojovacích fitinků. Další výhodou je, v případě použití polyvinylalkoholu a jeho kopolymerů s vinylacetátem, snížení difúze kyslíku přes stěnu trubky do přepravovaného média (obvykle voda).
Objasnění výkresu
Technické řešení bude blíže objasněno s použitím výkresů, na nichž obr. 1 představuje příčný řez vícevrstvou trubkou.
Příklady uskutečnění technického řešeni
Termoplastickými kompozity jsou uvažovány přednostně kompozity na bázi polyvinylalkoholu a jeho kopolymerů s vinylacetátem s anorganickými plnivy a výztužemi. Plnivy jsou v dalším textu míněny anorganické nebo organické částice s přibližně kulovitou symetrií, například mikromletý uhličitan vápenatý, dřevitá moučka nebo skleněné kuličky. V běžně užívaných množstvích jsou výztužemi v dalším textu míněny anorganické nebo organické částice s přibližně plošného nebo vláknitého tvaru, například skleněná vlákna, čedičová vlákna, uhlíková vlákna, wollastonit, slída nebo mastek. Opět pokud nebude uvedeno jinak, v běžně uvedených množstvích stejně jako aditiva, kterými jsou v dalším textu míněny termooxidační stabilizátory, stabilizátory proti působení UV záření, maziva, pigmenty a barviva, aditiva proti vytváření napálenin na hubici, deacidifikátory, dispergátory plniv a výztuží (např. roubované kopolymery a modifikované vosky), prostředky pro vazbu plniv a/nebo výztuží k matrici termoplastu (např. silany) a další.
Vzorky ve formě trubek byly proměřovány ve směru výroby trubky, tj. ve směru podélném.
Měření bylo navrženo ve standardním provedení na zkušebním tělese o délce 15 mm vyrobeném z pracovní části vstřikovaného víceúčelového zkušebního tělesa, které bylo rozměrově stabilizované temperací 7 dní při teplotě 95 °C. Použité zařízení DMA DXT04 (firma RMI ČR) umožňuje měření tak, že zkušební těleso je umístěno do tlakového přípravku a namáháno konstantním přítlakem 4 kPa. Během teplotních scanů byla měřena změna Ah počáteční výšky tělesa hoPodmínky měření byly voleny, po úpravě na základě zkušenosti s měřením, následovně: ohřev na teplotu 95 °C rychlostí 3 °C/min, výdrž 20 min ochlazení na 20 °C rychlostí 1 °C/min, zápis po 0,5 °C, výdrž 20 min ohřev na teplotu 95 °C rychlostí 1 °C/min, bez výdrže ochlazení na 20 °C rychlostí 10 °C/min. STOP průběh teplotní závislosti Ah = h - hO se aproximuje přímkou:
h= Α0.[1+α.(Γ-23 °C)]
Hodnocení bylo provedeno jak pro první ochlazení vzorku, tak pro druhý ohřev. Hodnoty byly jednak porovnány a dále byla vypočtena pro každý materiál průměrná hodnota.
Byly vyhodnoceny změny délky 1 zkušebních těles na teplotě. Z těchto změn byl vypočten jednak lokální koeficient teplotní roztažnosti:
_ i i ňh “ _ h dT ~ h ΔΤ
-2CZ 31509 Ul kde výpočet derivace byl nahrazen lokálním proložením přímky pěti po sobě následujícími opravenými body. Výpočty byly provedeny jak pro první ochlazení vzorku, tak pro druhý ohřev. Hodnoty byly jednak porovnány a dále byla vypočtena pro každý materiál průměrná hodnota.
Propustnost kyslíku byla měřena podle normy DIN 4726:2008 s odkazem na normu 5 ISO 17455:2005. Vyjádřena je v jednotkách mg/m2.den.
V následujících příkladech jsou uvedena provedení vícevrstvé trubky podle technického řešení. Příklad 1
Jako základní termoplastická matrice je použit náhodný kopolymer propylonu a etylonu těchto charakteristik:
ío - index toku taveniny 0,25 (g/10 minut), (230 °C, 2,16 kg), (ISO 1133),
- obsah etylénu 5 % hmotn.,
- hustota 902 kg/m3 (ISO 1183/A).
Tento plast byl modifikován kompaundací v tavenině 15 % hmotn. polypropylenu modifikovaného polárním komonomerem. V tomto případě se jednalo o plast vlastností uvedených v tabulce 1.
Tabulka 1: Vlastnosti polypropylenu modifikovaného polárním komonomerem typ 1
| Vlastnost | Metoda | Jednotka | Hodnota |
| Index toku taveniny | ISO 1133 | (g/10 minut), (230 °C, 2,16 kg). | 0,5 |
| Výchozí plast | —- | — | Náhodný kopolymer propylénu s etylénem |
| Modifikační komonomer | — | — | Anhydrid kyseliny maleinové |
| Způsob zabudování modifikačního komonomeru | — | — | Roubované větve |
| Obsah roubované složky | Vlastní metoda, FTIR | % hmot. | 2 |
Pro výrobu vícevrstvé trubky byl dále použit polymer obsahující tyto strukturní jednotky v základním lineárním řetězci (v dalším textu bude označován jako PVOH):
- etylén,
- vinylacetát,
- vinylalkohol.
Tabulka 2: Vlastnosti polymeru PVOH 1
| Vlastnost | Metoda | Jednotka | Hodnota |
| Index toku taveniny | ISO 1133 | (g/10 minut), (190 °C. 2,16 kg). | 4,4 |
| Hustota | ISO 1183-3 | kg/m’ | 1180 |
| Bod tání (DSC) | ISO 11357 | °C | 183 |
| Teplota skleného přechodu (DSC) | ISO 11357 | °C | 60 |
Z tohoto PVOH byl připraven termoplastický kompozit (označen jako PVOHKOMP1) s 3 % hmotn. uhlíkového vlákna o parametrech uvedených v tabulce 3.
Tabulka 3: Vlastnosti sekaného uhlíkového vlákna
-3CZ 31509 Ul
| Vlastnost | hodnota |
| Povrchová úprava vláken | aminosilanová |
| Průměr vláken (pm) | 7,2 |
| Délka vláken před kompaundací (mm) | 6 |
| Obsah uhlíku (% hmot.) | 95 |
Z termoplastického kompozitu s 3 % hmotn. uhlíkového vlákna dle tabulky 3 byla připravena třívrstvá trubka s rozměry uvedenými v tabulce 4. Schematicky je příčný řez takovou trubkou uveden na obrázku 1, v níž je termoplastický kompozit pouze v jedné vrstvě 2.
Tabulka 4: Rozměry tří vrstvě trubky
| vnější průměr (mm) | 20 |
| vnitřní průměr (mm) | 12 |
| celková tloušťka stěny (mm) | 4 |
| tloušťka vnější vrstvy - statistický kopolymer propylénu a etylénu (mm) | 1,00 |
| tloušťka střední vrstvy - KOMPOZIT PVOHKOMP1 (mm) | 2,00 |
| tloušťka vnitřní vrstvy - statistický kopolymer propylénu a etylénu (mm) | 1,00 |
Výše uvedeným postupem byl změřen koeficient lineární teplotní roztažnosti (CLTE) dosáhl a [10’6/°C] = 18.
Propustnost kyslíku byla měřena podle normy DIN 4726:2008 s odkazem na normu io ISO 17455:2005. Vyjádřena je v jednotkách mg/m2.den a činí 0,22 mg/m2.den.
Příklad 2
Bylo postupováno podle příkladu 1 s rozdíly uvedenými v následujících tabulkách 5 a 6.
Tabulka 5: Vlastnosti polypropylenu modifikovaného polárním komonomerem typ 2
| Vlastnost | Metoda | Jednotka | Hodnota |
| Index toku taveniny | ISO 1133 | (g/10 minut), (230 °C, 2,16 kg). | 4.5 |
| Výchozí plast | — | — | Náhodný kopolymer propylénu s etylénem |
| Modifikační komonomer | — | — | Anhydrid kyseliny maleinové |
| Způsob zabudování modifikačního komonomeru | — | — | Roubované větve |
| Obsah roubované složky | Vlastní metoda, FTIR | % hmot. | 0,4 |
Z PVOH byl připraven termoplastický kompozit s 15 % hmotn. mletého uhlíkového vlákna o parametrech uvedených v tabulce 6 a v dalším textu označený jako PVOHKOMP2.
Jako vazebný prostředek byl k nemodifikovanému polypropylénovému materiálu (náhodný kopolymer propylénu a etylénu) uvedenému již v příkladu 1 přidán polypropylén roubovaný anhydridem kyseliny maleinové (vlastnosti v tabulce 5) v množství 50 % hmotn.
-4CZ 31509 Ul
Tabulka 6: Vlastnosti mletého uhlíkového vlákna
| Vlastnost | Hodnota |
| Povrchová úprava vláken | aminosilanová |
| Průměr vláken (mm) | 7,4 |
| Délka vláken před kompaundací (mm) | 0,2 |
| Obsah uhlíku (% hmot.) | 98 |
Byla připravena třívrstvá trubka s rozměry uvedenými stejnými, jak udává tabulka 4. Schematicky, je příčný řez takovou trubkou uveden na obrázku 1, přičemž kompozit PVOHKOMP2 tvoří střední vrstvu 2, viz Tabulka 5.
Výše uvedeným postupem byl změřen koeficient lineární teplotní roztažnosti (CLTE) dosáhl a [10'6/°C] = 15.
Propustnost kyslíku byla měřena podle normy DEM 4726:2008 s odkazem na normu ISO 17455:2005. Vyjádřena je v jednotkách mg/m2.den a činí 0,42 mg/m2.den.
Příklad 3
Bylo postupováno podle příkladu 1 s tím rozdílem, že jako termoplastická matrice je použit homopolymer propylénu těchto charakteristik:
- index toku taveniny 0,30 (g/10 minut), (230 °C, 2,16 kg), (ISO 1133),
- hustota 905 kg/m3 (ISO 1183/A).
Popsaným postupem byl změřen koeficientu lineární teplotní roztažnosti (CLTE) dosáhl a [10‘6/°C] = 32.
Propustnost kyslíku byla měřena podle normy DIN 4726:2008 s odkazem na normu ISO 17455:2005. Vyjádřena je v jednotkách mg/m2.den a činí 0,62 mg/m2.den.
Příklad 4
Bylo postupováno podle příkladu 1 s tím rozdílem, že jako termoplastická matrice je použit heterofázový kopolymer propylénu a etylénu těchto charakteristik:
- index toku taveniny 0,25 (g/10 minut), (230 °C, 2,16 kg), (ISO 1133),
- obsah etylénu 7 % hmotn.,
- hustota 900 kg/m3 (ISO 1183/A).
Tento plast byl modifikován kompaundací v tavenině 35 % hmotn. polypropylenu modifikovaného polárním komonomerem.
Popsaným postupem byl změřen koeficientu lineární teplotní roztažnosti (CLTE) dosáhl a [106/°C] = 46.
Propustnost kyslíku byla měřena podle normy DIN 4726:2008 s odkazem na normu ISO 17455:2005. Vyjádřena je v jednotkách mg/m2.den a činí 1,02 mg/m2.den.
Příklad 5
Jako základní termoplastická matrice je použit náhodný kopolymer propylénu a etylénu těchto charakteristik:
- index toku taveniny 0,25 (g/10 minut). (230 °C, 2,16 kg), (ISO 1133),
- obsah etylénu 5 % hmotn.,
- hustota 902 kg/m3 (ISO 1183/A).
-5CZ 31509 Ul
Tento materiál byl použit pro výrobu vícevrstvé trubky, jak je uvedeno na obrázku 1. Tam tento materiál tvoří vrstvy 1 a 3.
Pro výrobu vícevrstvé trubky byl dále použit polymer obsahující tyto strukturní jednotky v základním lineárním řetězci (v dalším textu bude označován jako PVOH):
- etylén.
- vinylacetát,
- vinylalkohol.
Tabulka 7: Vlastnosti polymeru PVOH 2
| Vlastnost | Metoda | Jednotka | Hodnota |
| Index toku taveniny | ISO 1133 | (g/10 minut), (190 °C, 2,16 kg). | 1,6 |
| Hustota | ISO 1183-3 | kg/m·' | 1180 |
| Bod tání (DSC) | ISO 11357 | °C | 183 |
| Teplota skleného přechodu (DSC) | ISO 11357 | °C | 60 |
ío Z tohoto PVOH byl připraven termoplastický kompozit (označen jako PVOHKOMP3) s 10 % hmotn. uhlíkového vlákna o parametrech uvedených v tabulce 8.
Tabulka 8. Vlastnosti PVOH kompozitu (PVOHKOMP3) modifikovaného polárním komonomerem typ 1
| Vlastnost | Metoda | Jednotka | Hodnota |
| index toku taveniny PVOH | ISO 1133 | (g/10 minut), (230 °C, 2.16 kg), | 0,5 |
| Modifikační plast | — | --- | Náhodný kopolymer propylénu s etylénem |
| Obsah modifikačního plastu v kompozitu | — | — | 35 |
| Modifikační komonomer | — | — | Anhydrid kyseliny maleinové |
| Způsob zabudování modifikačního komonomeru | — | —- | Roubované větve |
| Obsah roubované složky v modifikaěním plastu | Vlastní metoda, FTIR | % hmot. | 10 |
| Obsah uhlíkových vláken (parametry v tabulce 3) | —- | % hmot. | 10 |
Z termoplastického kompozitu PVOHKOMP3 s 10 % hmotn. uhlíkového vlákna dle tabulky 8 byla připravena trivrstvá trubka s rozměry uvedenými v tabulce 9. Schematicky je příčný řez takovou trubkou uveden na obrázku 1, v níž je termoplastický kompozit pouze v jedné vrstvě 2. Tabulka 9: Rozměry třívrstvé trubky dle příkladu 5
| vnější průměr (mm) | 20 |
| vnitřní průměr (mm) | 12 |
| celková tloušťka stěny (mm) | 4 |
| tloušťka vnější vrstvy - statistický kopolymer propylénu a etylénu (mm) | 1,00 |
| tloušťka střední vrstvy - KOMPOZIT PVOHKOMP3 (mm) | 2,00 |
| tloušťka vnitřní vrstvy - statistický kopolymer propylénu a etylénu (mm) | 1,00 |
-6CZ 31509 Ul
Výše uvedeným postupem byl změřen koeficient lineární teplotní roztažnosti (CLTE) dosáhl <x[10'6/°C] = 21.
Propustnost kyslíku byla měřena podle normy DEM 4726:2008 s odkazem na normu ISO 17455:2005. Vyjádřena je v jednotkách mg/m2.den a činí 0,72 mg/m2.den.
Příklad 6
Bylo postupováno podle příkladu 5 s tím rozdílem, že bylo použito mleté uhlíkové vlákno s vlastnostmi uvedenými v tabulce 6.
Z PVOH (viz tabulka) byl připraven termoplastický kompozit (označen jako PVOHKOMP4) s 10 % hmotn. uhlíkového vlákna o parametrech uvedených v tabulce 10.
Tabulka 10: Vlastnosti PVOH kompozitu (PVOHKOMP4) modifikovaného polárním komonomerem typ 1
| Vlastnost | Metoda | Jednotka | Hodnota |
| Index toku taveniny PVOH | ISO 1133 | (g/10 minut), (230 °C, 2,16 kg), | 0,5 |
| Modifikační plast | — | — | Náhodný kopolymer propylénu s ety lénem |
| Modilikační komonomer | — | — | Anhydrid kyseliny maleinové |
| Způsob zabudování modifikačního komonomeru | — | — | Roubované větve |
| Obsah roubované složky v modifikačním plastu | Vlastní metoda, FTIR | % hmot. | 5 |
| Obsah uhlíkových vláken (parametry v tabulce 6) | — | % hmot. | 15 |
Z termoplastického kompozitu PVOHKOMP4 s 10 % hmotn. uhlíkového vlákna dle tabulky 5 byla připravena třívrstvá trubka s rozměry uvedenými v tabulce 9. Schematicky je příčný řez takovou trubkou uveden na obrázku 1, v níž je termoplastický kompozit pouze v jedné vrstvě 2.
Výše uvedeným postupem byl změřen koeficient lineární teplotní roztažnosti (CLTE) dosáhl a [10'6/°C ] =12.
Propustnost kyslíku byla měřena podle normy DIN 4726:2008 s odkazem na normu ISO 17455:2005. Vyjádřena je v jednotkách mg/m2.den a činí 0,95 mg/m2.den.
Příklad 7
Bylo postupováno podle příkladu 5 s tím rozdílem, že byl použit polypropylénový homopolymer, stejný jako je uveden v příkladu 3.
Výše uvedeným postupem byl změřen koeficient lineární teplotní roztažnosti (CLTE) dosáhl a [10’6/°C] =27.
Propustnost kyslíku byla měřena podle normy DIN 4726:2008 s odkazem na normu ISO 17455:2005. Vyjádřena je v jednotkách mg/m2.den a činí 0,89 mg/m2.den.
Příklad 8
Bylo postupováno podle příkladu 5 s tím rozdílem, že byl použit polypropylénový heterofázový kopolymer polymer, stejný jako je uveden v příkladu 4.
Výše uvedeným postupem byl změřen koeficient lineární teplotní roztažnosti (CLTE) dosáhl α [10‘6/°C] =32.
Propustnost kyslíku byla měřena podle normy DIN 4726:2008 s odkazem na normu ISO 17455:2005. Vyjádřena je v jednotkách mg/m2.den a činí 1,09 mg/m2.den.
-7CZ 31509 Ul
Příklad 9
Bylo postupováno podle příkladu 5 s tím rozdílem, že do střední vrstvy bylo použito i čedičové vlákno v koncentraci 7 %.
Výše uvedeným postupem byl změřen koeficient lineární teplotní roztažnosti (CLTE) dosáhl a [10'6/°C ] = 54.
Propustnost kyslíku byla měřena podle normy DIN 4726:2008 s odkazem na normu ISO 17455:2005. Vyjádřena je v jednotkách mg/m2.den a činí 1,75 mg/m2.den.
Příklad 10
Bylo postupováno podle příkladu 6 s tím rozdílem, že do střední vrstvy bylo použito i čedičové vlákno v koncentraci 7 %.
Výše uvedeným postupem byl změřen koeficient lineární teplotní roztažnosti (CLTE) dosáhl a [10'6/°C] =30.
Propustnost kyslíku byla měřena podle normy DIN 4726:2008 s odkazem na normu ISO 17455:2005. Vyjádřena je v jednotkách mg/m2.den a činí 2,05 mg/m2.den.
Příklad 11
Bylo postupováno podle příkladu 7 s tím rozdílem, že do střední vrstvy bylo použito i čedičové vlákno v koncentraci 9,9 %.
Výše uvedeným postupem byl změřen koeficient lineární teplotní roztažnosti (CLTE) dosáhl a [10'6/°C] =18.
Propustnost kyslíku byla měřena podle normy DIN 4726:2008 s odkazem na normu ISO 17455:2005. Vyjádřena je v jednotkách mg/m2.den a činí 1,09 mg/m2.den.
Příklad 12
Bylo postupováno podle příkladu 8 s tím rozdílem, že do střední vrstvy bylo použito i čedičové vlákno v koncentraci 9,9 %.
Výše uvedeným postupem byl změřen koeficient lineární teplotní roztažnosti (CLTE) dosáhl a [10'6/°C] =21.
Propustnost kyslíku byla měřena podle normy DIN 4726:2008 s odkazem na normu ISO 17455:2005. Vyjádřena je v jednotkách mg/m2.den a činí 1,19 mg/m2.den.
Příklad 13
Bylo postupováno podle příkladu 9 s tím rozdílem, že do střední vrstvy byl použit modifikátor uvedený v tabulce 5 v koncentraci 35 %.
Výše uvedeným postupem byl změřen koeficient lineární teplotní roztažnosti (CLTE) dosáhl a [10‘6/°C ] =38.
Propustnost kyslíku byla měřena podle normy DIN 4726:2008 s odkazem na normu ISO 17455:2005. Vyjádřena je vjednotkách mg/m2.den a činí 2,09 mg/m2.den.
Průmyslová využitelnost
Technické řešení je použitelné na výrobu plastových trubek či jiných prvků potrubních rozvodů polypropylenu či jeho kopolymerů s etylénem se sníženým koeficientem lineární teplotní roztažnosti a sníženou propustností pro kyslík. Lze použít i pro výrobu koextrudovaných trubek pro tlakové i netlakové aplikace. Lze použít i pro výrobu desek či fólií, zvláště pak koextrudovaných (dvě až tři vrstvy) desek.
Claims (14)
1. Termoplastický kompozit z kopolymeru vinylacetátu a vinylalkoholu s etylénem s anorganickými plnivy a/nebo výztužemi, vyznačující se tím, že obsahuje 3 až 15 % hmotnostních uhlíkového vlákna a 0 až 9,9 % vlákna čedičového.
2. Termoplastický kompozit podle nároku 1, vyznačující se tím, že uhlíkové vlákno je sekané.
3. Termoplastický kompozit podle nároku 1, vyznačující se tím, že uhlíkové vlákno je mleté.
4. Termoplastický kompozit podle kteréhokoliv z nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že obsahuje od 15 % do 35 % hmotnostních vazebného prostředku na bázi polypropylenu a jeho kopolymerů s etylénem a polárních komonomerů.
5. Vícevrstvá trubka obsahující termoplastický kompozit podle kteréhokoliv z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že alespoň jedna vrstva je z termoplastického kompozitu.
6. Vícevrstvá trubka obsahující termoplastický kompozit podle nároku 5, vyznačující se t í m , že střední vrstva (2) je z termoplastického kompozitu.
7. Vícevrstvá trubka obsahující termoplastický kompozit podle nároku 5, vyznačující se tím, že u vnější vrstvy (1,3) trubky je použit náhodný kopolymer propylénu a etylénu.
8. Vícevrstvá trubka obsahující termoplastický kompozit podle nároku 5, vyznačující se tím, že u vněj ší vrstvy (1,3) trubky j e použit heterofázový kopolymer propylénu a etylénu.
9. Vícevrstvá trubka obsahující termoplastický kompozit podle nároku 5, vyznačující se tím, že u vnější vrstvy (1, 3) trubky je použit homopolymemí polypropylen.
10. Vícevrstvá trubka podle nároku 7, v y z n a č u j í c í se t í m , že u vnější vrstvy (1,3) trubky je použit náhodný kopolymer propylénu a etylénu modifikovaný naroubovaným polárním komonomerem.
11. Vícevrstvá trubka podle nároku 8, vyznačující se tím, že u vnější vrstvy (1, 3) trubky je použit heterofázový kopolymer propylénu a etylénu modifikovaný naroubovaným polárním komonomerem.
12. Vícevrstvá trubka podle nároku 9, vyznačující se tím, že u vnější vrstvy (1, 3) trubky je použit homopolymemí polypropylen modifikovaný naroubovaným polárním komonomerem.
13. Vícevrstvá trubka podle kteréhokoliv z nároků 10 až 12, vyznačující se tím, že naroubovaným polárním komonomerem je anhydrid kyseliny maleinové.
14. Vícevrstvá trubka podle kteréhokoliv z nároků 10 až 13, vyznačující se tím, že obsah modifikovaného kopolymeru je 15 až 35 %.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2017-34498U CZ31509U1 (cs) | 2017-12-20 | 2017-12-20 | Termoplastický kompozit a vícevrstvá trubka z něho vyrobená |
| SK501202018U SK8589Y1 (sk) | 2017-12-20 | 2018-11-27 | Termoplastický kompozit a viacvrstvová rúrka z neho vyrobená |
| UAU201812504U UA135532U (uk) | 2017-12-20 | 2018-12-17 | Термопластичний композит |
| BG4203U BG3174U1 (bg) | 2017-12-20 | 2018-12-18 | Термопластичен композит и многослойни тръби, произведени от него |
| RU2018145188U RU197757U1 (ru) | 2017-12-20 | 2018-12-19 | Многослойная труба |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2017-34498U CZ31509U1 (cs) | 2017-12-20 | 2017-12-20 | Termoplastický kompozit a vícevrstvá trubka z něho vyrobená |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ31509U1 true CZ31509U1 (cs) | 2018-02-20 |
Family
ID=61249324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2017-34498U CZ31509U1 (cs) | 2017-12-20 | 2017-12-20 | Termoplastický kompozit a vícevrstvá trubka z něho vyrobená |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| BG (1) | BG3174U1 (cs) |
| CZ (1) | CZ31509U1 (cs) |
| RU (1) | RU197757U1 (cs) |
| SK (1) | SK8589Y1 (cs) |
| UA (1) | UA135532U (cs) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116376146A (zh) * | 2023-05-19 | 2023-07-04 | 四川省川汇塑胶有限公司 | 一种玄武岩纤维增强聚乙烯复合材料及制备方法和应用 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004038162A1 (de) * | 2004-08-06 | 2006-03-16 | Kalle Gmbh | Mehrschichtige Nahrungsmittelhülle mit grobkörnigen Partikeln in einer mittleren Schicht und Verfahren zu ihrer Herstellung |
| EP2098576B1 (en) * | 2008-02-27 | 2011-11-02 | Borealis Technology Oy | Coated pipe and propylene polymer composition therefor |
| CN102947634A (zh) * | 2009-06-19 | 2013-02-27 | 奥布彻斯托夫有机化学公司 | 用于供水和供热系统的多层塑料管 |
| RU2471109C1 (ru) * | 2011-05-27 | 2012-12-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Альтерпласт" | Многослойная труба для систем водоснабжения и отопления |
| RU108542U1 (ru) * | 2011-05-27 | 2011-09-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Альтерпласт" | Многослойная труба для систем водоснабжения и отопления |
| RU2583494C2 (ru) * | 2014-08-12 | 2016-05-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОМПАНИЯ КОНТУР" | Шестислойная труба для систем отопления и горячего водоснабжения, армированная стекловолокном |
| CZ27700U1 (cs) * | 2014-10-15 | 2015-01-12 | Pipelife Czech S.R.O. | Termoplastický kompozit a trubka z něho vyrobená |
-
2017
- 2017-12-20 CZ CZ2017-34498U patent/CZ31509U1/cs active Protection Beyond IP Right Term
-
2018
- 2018-11-27 SK SK501202018U patent/SK8589Y1/sk unknown
- 2018-12-17 UA UAU201812504U patent/UA135532U/uk unknown
- 2018-12-18 BG BG4203U patent/BG3174U1/bg unknown
- 2018-12-19 RU RU2018145188U patent/RU197757U1/ru active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SK501202018U1 (sk) | 2019-05-06 |
| BG3174U1 (bg) | 2019-06-17 |
| RU197757U1 (ru) | 2020-05-26 |
| UA135532U (uk) | 2019-07-10 |
| SK8589Y1 (sk) | 2019-11-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104989890B (zh) | 埋地排水排污用双层增强改性聚烯烃drpo波纹管 | |
| CN105131385B (zh) | 一种高阻氧高强的聚烯烃导热管材及其制备方法 | |
| CN102003575B (zh) | 一种给水管材及其制备方法 | |
| CN108194713B (zh) | 一种高强度纳米抗菌ppr管及其制备方法 | |
| CN104961976B (zh) | 改性聚烯烃drpo钢塑增强缠绕排水排污管 | |
| CN106589585A (zh) | 高强度聚丙烯（pp‑hm）双壁波纹管及生产工艺 | |
| CN111808351A (zh) | 一种高阻隔性材料及高阻隔性能的塑料管材和制备方法 | |
| PT1254184E (pt) | Composição à base de polietileno reticulavel, processo de fabrico de um tubo e tubo | |
| CN110103554A (zh) | 一种耐寒抑菌高强度的ppr管材及其制备方法 | |
| CZ31509U1 (cs) | Termoplastický kompozit a vícevrstvá trubka z něho vyrobená | |
| CN103047486A (zh) | 一种双取向的纤维增强无规共聚聚丙烯三层复合管 | |
| CN110283439B (zh) | 一种玻纤改性pe管的生产工艺 | |
| CN102032398A (zh) | 抗菌阻氧耐热复合管材及其制备方法 | |
| CN107236172A (zh) | 一种纤维增强聚乙烯缠绕结构壁管材及制造方法及制造原材料 | |
| CZ35602U1 (cs) | Vícevrstvá trubka | |
| CZ27700U1 (cs) | Termoplastický kompozit a trubka z něho vyrobená | |
| KR20080031491A (ko) | 무기 충전제를 함유하는 멀티모달 폴리에틸렌 조성물을포함하는 무압 파이프 | |
| CN217272475U (zh) | 一种带阻燃型保温层的纤维增强型无规共聚聚丙烯复合管 | |
| CN115895122B (zh) | 一种玄武岩纤维增强聚丙烯材料及其制备方法和应用 | |
| CN206338499U (zh) | 复合增强pp‑r管 | |
| CN203223651U (zh) | 耐热聚乙烯冷热水管 | |
| CN104791555A (zh) | 一种抗低温冲击的pp-r复合管材及其制备方法 | |
| CZ26752U1 (cs) | Termoplastický kompozit a trubka z něho vyrobená | |
| CN206072571U (zh) | 一种多性能钢丝网骨架聚乙烯复合管 | |
| CN120504865B (zh) | 一种多层复合管材及其制备方法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20180220 |
|
| ND1K | First or second extension of term of utility model |
Effective date: 20210824 |
|
| ND1K | First or second extension of term of utility model |
Effective date: 20231227 |