SK500382015U1 - Termoplastický kompozit a rúrka z neho vyrobená - Google Patents
Termoplastický kompozit a rúrka z neho vyrobená Download PDFInfo
- Publication number
- SK500382015U1 SK500382015U1 SK50038-2015U SK500382015U SK500382015U1 SK 500382015 U1 SK500382015 U1 SK 500382015U1 SK 500382015 U SK500382015 U SK 500382015U SK 500382015 U1 SK500382015 U1 SK 500382015U1
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- ethylene
- layer
- thermoplastic
- composite
- thermoplastic composite
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 37
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 title claims description 31
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 title claims description 31
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims abstract description 30
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims abstract description 18
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims abstract description 18
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims abstract description 12
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims abstract description 10
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims abstract description 8
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 8
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 claims 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 28
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 14
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 13
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 12
- 229920006301 statistical copolymer Polymers 0.000 description 7
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 6
- 229920005604 random copolymer Polymers 0.000 description 6
- 229920001911 maleic anhydride grafted polypropylene Polymers 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 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
- 101150041141 PPR5 gene Proteins 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 239000011146 organic particle Substances 0.000 description 3
- 101150103640 ppr4 gene Proteins 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 2
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 2
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic 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
- 239000002356 single layer Substances 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
- 229920002748 Basalt fiber Polymers 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
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 235000019241 carbon black Nutrition 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 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
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229920000578 graft copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000010954 inorganic particle Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012766 organic filler Substances 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 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
- 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
- 238000005496 tempering Methods 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
-
- 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)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Opisuje sa kompozit, najmä z polypropylénu a jeho kopolymérov s etylénom, s anorganickými plnivami alebo výstužami, ktorý obsahuje 3 až 15 % hmotn. uhlíkového vlákna. Ďalej sa opisuje rúrka obsahujúca tento kompozit.
Description
Oblasť techniky
Technické riešenie sa týka termoplastového kompozitu najmä z polypropylénu a jeho kopolymérov s etylénom s anorganickými plnivami a/alebo výstužami a rúrky z neho vyrobenej.
Doterajší stav techniky
Termoplastové kompozity sú vyrábané s rôznymi organickými plnivami, napr. drevitou múčkou, ale hlavne s anorganickými plnivami, z ktorých najbežnejšie sú uhličitan vápenatý a/alebo výstužami, ktorými sú hlavne sklené vlákna a mastenec.
Použitie anorganických plnív a výstuží v termoplastových kompozitoch je v súčasnosti všeobecne rozšírenou technológiou. Ak však majú byť plnivá skutočne účinné a majú výrazne ovplyvniť mechanické a iné fyzikálne vlastnosti, je nutné použiť ich v koncentráciách minimálne 20 - 30 % hmotn. Toto môže byť potom finančne náročné, najmä ak uvážime zvýšenú hustotu materiálu plneného či vystuženého anorganickými látkami. Hustoty polyolefínov, najmä polypropylénu a polyetylénu, ako typických predstaviteľov sú obyčajne v rozmedzí 890 - 960 kg/m3 a hustoty anorganických plnív a výstuží sú obyčajne v rozmedzí 2250 - 2600 kg/m3.
U termoplastových kompozitov je väčšinou snaha o zlepšenie mechanických vlastností materiálu. Menej obvyklým je snaha o zlepšenie a/alebo je žiaduca zmena iných fyzikálnych vlastností. Môže sa jednať napr. aj o zmeny vlastností elektrických. V tomto prípade sa obyčajne mieri k zníženiu povrchového a/alebo objemového elektrického odporu. Používa sa k tomu obyčajne jedna z foriem uhlíka - eiektrovodné sadze. Z termoplastových kompozitov so sadzami, a to nielen elektrovodnými, sú vďaka zvýšenej absorpcii tepelného žiarenia alebo prenosu tepla obsiahnutého v pôde, vode alebo vzduchu vyrábané teplovýmenné prvky, obyčajne vo forme rúrok alebo vakov. Týmito teplovýmennými prvkami prúdi kvapalina, najčastejšie voda, ktorá tak prenáša energiu na ďalšie využitie, napríklad na ohrev budov a úžitkovej vody.
Z ďalších foriem uhlíka už pripadá do úvahy uhlíkové vlákno. Jeho použitie ako výstuž pre plasty obyčajne mieri k zlepšeniu mechanických vlastností výsledného kompozitu.
-2Podstata technického riešenia
Úlohou technického riešenia je vytvoriť termoplastový kompozit so zníženým koeficientom lineárnej tepelnej rozťažnosti (v ďalšom texte bude používaná skratka CLTE), použiteľný na výrobu rúr. Toho sa dosiahne podľa technického riešenia termoplastovým kompozitom, najmä z polypropylénu a jeho kopolymérov s etylénom s anorganickými plnivami a/alebo výstužami, ktorého podstata spočíva najmä v tom, že obsahuje 3 - 15 % hmotnostných uhlíkového vlákna.
Z hľadiska dávkovania sa javí výhodné, keď je použité uhlíkové vlákno mleté.
Z hľadiska spracovateľnosti sa javí výhodné, keď je použité uhlíkové vlákno sekané.
Z funkčného hľadiska sa javí výhodné, keď termoplastový kompozit obsahuje do 5 % hmotnostných väzbového prostriedku na báze polypropylénu a jeho kopolymérov s etylénom a polárnych komonomérov.
S ohľadom na zníženie CLTE je účelné, aby rúrka obsahovala aspoň v jednej vrstve uhlíkové vlákno, ktoré tvorí u dvojvrstvovej rúrky vnútornú vrstvu a u trojvrstvovej rúrky strednú vrstvu.
Výhodou termoplastového kompozitu a z neho vyrobených rúrok, podľa technického riešenia, je úspora nákladov na výstavbu potrubných systémov. Táto úspora je dosiahnutá znížením CLTE rúrok a tým znížením počtu kompenzátorov tepelnej rozťažnosti v potrubnom systéme a počtu prepojovacích fitingov.
Opis obrázkov na výkresoch
Technické riešenie bude bližšie objasnené s použitím výkresov, na ktorých obr. 1 predstavuje priečny rez jednovrstvovou rúrkou; obr. 2 priečny rez dvojvrstvovou rúrkou, a obr. 3 priečny rez trojvrstvovou rúrkou.
Príklady uskutočnenia technického riešenia
Termoplastovými kompozitmi sú uvažované výhodne kompozity na báze polypropylénu a jeho kopolymérov s etylénom s anorganickými plnivami a výstužami.
Plnivami sú v ďalšom texte myslené anorganické alebo organické častice s približne guľovitou symetriou, napríklad mikromletý uhličitan vápenatý, drevitá múčka alebo sklené guľôčky. V bežne používaných množstvách sú výstužami v ďalšom texte myslené anorga• ·
-3 nické alebo organické častice s približne plošným alebo vláknitým tvaru, napríklad sklené vlákna, čadičové vlákna, uhlíkové vlákna, wollastonit, sľuda alebo mastenec. Opäť pokiaľ nebude uvedené inak, v bežne uvedených množstvách sú takisto aditíva, ktorými sú v ďalšom texte myslené termooxidačné stabilizátory, stabilizátory proti pôsobeniu UV žiarenia, mazivá, pigmenty a farbivá, aditíva proti vytváraniu napálenín na hubici, deacidifikátory, dispergátory plnív a výstuží (napr. očkované kopolyméry a modifikované vosky), prostriedky pre väzbu plnív a/alebo výstuží k matrici termoplastu (napr. silány) a ďalšie.
Použitá metóda hodnotenia koeficientu lineárnej tepelnej rozťažnosti
Vzorky vo forme rúrok boli premeriavané v smere výroby rúrky, t.j. v smere pozdĺžnom.
Meranie bolo navrhnuté v štandardnom uskutočnení na skúšobnom telese s dĺžkou 15 mm vyrobenom z pracovnej časti vstrekovaného viacúčelového skúšobného telesa, ktoré bolo rozmerovo stabilizované temperovaním 7 dní pri teplote 95 °C. Použité zariadenie DMA DXT04 (firma RMI ČR) umožňuje meranie tak, že skúšobné teleso je umiestnené do tlakového prípravku a namáhané konštantným prítlakom 4 kPa. Počas teplotných skenov bola meraná zmena ΔΑ počiatočnej výšky telesa ho.
Podmienky merania boli volené, po úprave na základe skúsenosti s meraním v roku 2010, nasledovne:
ohrev na teplotu 95 °C rýchlosťou 3 °C/min, výdrž 20 min ochladenie na 20 °C rýchlosťou 1 °C/min, zápis po 0,5 °C, výdrž 20 min ohrev na teplotu 95 °C rýchlosťou 1 °C/min, bez výdrže ochladenie na 20 °C rýchlosťou 10 °C/min, STOP priebeh teplotnej závislosti Ah = h - hO sa aproximuje priamkou:
h = h0 · [l +α· (T-23°C)]
Hodnotenie bolo uskutočnené ako pre prvé ochladenie vzorky, tak pre druhý ohrev. Hodnoty boli jednak porovnané a ďalej bola vypočítaná pre každý materiál priemerná hodnota.
Boli vyhodnotené zmeny dĺžky 1 skúšobných telies na teplote. Z týchto zmien bol vypočítaný jednak lokálny koeficient tepelnej rozťažnosti:
=1 =1 yy a~ h' áT~ h ΔΤ • · · ·
-4kde výpočet derivácie bol nahradený lokálnym preložením priamky piatimi po sebe nasledujúcimi opravenými bodmi. Výpočty boli uskutočnené tak pre prvé ochladenie vzorky, ako aj pre druhý ohrev.
Hodnoty boli jednak porovnané a ďalej bola vypočítaná pre každý materiál priemerná hodnota.
Príklad 1 - uskutočnenie technického riešenia podľa stavu techniky
Ako termoplastová matrica je použitý štatistický kopolymér propylénu a etylénu týchto charakteristík:
□ index toku taveniny 0,25 (g/10 minút), (230 °C, 2,16 kg), (ISO 1133), □ obsah etylénu 5 % hmotn., □ hustota 902 kg/m3 (ISO 1183/A).
Bola pripravená rúrka s rozmermi uvedenými v tabuľke 1.
Tabuľka 1: Rozmery jednovrstvovej rúrky
| vonkajší priemer (mm) | 20 |
| vnútorný priemer (mm) | 15 |
| celková hrúbka steny (mm) | 2,50 |
Vyššie uvedeným postupom bol zmeraný koeficient lineárnej tepelnej rozťažnosti (CLTE) s výsledkom a [10'6/°C] = 178.
Schematicky je priečny rez takou rúrkou uvedený na obrázku 1.
Príklad 2 - uskutočnenie podľa technického riešenia
Ako termoplastová matrica je použitý štatistický kopolymér propylénu a etylénu týchto charakteristík:
□ index toku taveniny 0,25 (g/10 minút), (230 °C, 2,16 kg), (ISO 1133), □ obsah etylénu 5 % hmotn., □ hustota 902 kg/m3 (ISO 1183/A).
-5Bol pripravený termoplastový kompozit s 3 % hmotn. uhlíkového vlákna s parametrami uvedenými v tabuľke 2. Ako väzbový prostriedok vlákien k polymémej matrici bol pridaný polypropylén očkovaný maleínanhydridom v množstve 1 % hmotn.
Tabuľka 2: Vlastnosti posekaného uhlíkového vlákna
| Vlastnosť | hodnota |
| Povrchová úprava vlákien | aminosilánová |
| Priemer vlákien (μιη) | 7,2 |
| Dĺžka vlákien pred kompaundáciou (mm) | 6 |
| Obsah uhlíka (% hmotn.) | 95 |
Z termoplastového kompozita s 3 % hmotn. uhlíkového vlákna podľa tabuľky 2 bola pripravená rúrka s rozmermi rovnakými ako už bolo uvedené v tabuľke 1. Schematicky je priečny rez takou rúrkou uvedený na obrázku 1, v ktorej je termoplastový kompozit iba v jednej vrstve L
Zmeraný koeficient lineárnej tepelnej rozťažnosti (CLTE) dosiahol a [10'6/°C] = 96.
Príklad 3 - uskutočnenie podľa technického riešenia
Ako termoplastová matrica je použitý štatistický kopolymér propylénu a etylénu týchto charakteristík:
□ index toku taveniny 0,25 (g/10 minút), (230 °C, 2,16 kg), (ISO 1133), □ obsah etylénu 5 % hmotn., □ hustota 902 kg/m3 (ISO 1183/A).
Bol pripravený kompozit so 7 % hmotn. uhlíkového vlákna s parametrami uvedenými v tabuľke 2.
Z tohto kompozitu so 7 % hmotn. uhlíkového vlákna s vlastnosťami podľa tabuľky 2 bola pripravená rúrka s rozmermi rovnakými ako už bolo uvedené v tabuľke 1. Schematicky je priečny rez takou rúrkou uvedený na obrázku 1, s termoplastovým kompozitom v jednej vrstve i. Ako väzbový prostriedok vlákien k polymémej matrici bol pridaný polypropylén očkovaný maleínanhydridom v množstve 2,1 % hmotn.
• · • · • »·· •·· 1 • ··
-6Opísaným postupom bol zmeraný koeficient lineárnej tepelnej rozťažnosti (CLTE), ktorý dosiahol a [1O'6/°C] = 37.
Príklad 4 - uskutočnenie podľa technického riešenia
Rúrka podľa obr. 2 je tvorená z dvoch vrstiev.
Ako termoplastová matrica je použitý štatistický kopolymér propylénu a etylénu týchto charakteristík:
□ index toku taveniny 0,25 (g/l0 minút), (230 °C, 2,16 kg), (ISO 1133), □ obsah etylénu 5 % hmotn., □ hustota 902 kg/m3 (ISO 1183/A).
Bol pripravený termoplastový kompozit s 10 % hmotn. uhlíkového vlákna s parametrami uvedenými v tabuľke 2 a v ďalšom texte označený KOMPOZIT PPR4. Ako väzbový prostriedok vlákien k polymémej matrici bol pridaný polypropylén očkovaný maleínanhydridom v množstve 3 % hmotn. Druhým materiálom bol základný štatistický kopolymér propylénu a etylénu týchto charakteristík:
□ index toku taveniny 0,25 (g/10 minút), (230 °C, 2,16 kg), (ISO 1133), □ obsah etylénu 5 % hmotn., □ hustota 902 kg/m3 (ISO 1183/A).
Bola pripravená rúrka s rozmermi uvedenými v tabuľke 1. Schematicky je priečny rez takou rúrkou uvedený na obrázku 2, na ktorom je z kompozitu PPR4 vnútorná vrstva 2 a zo základného štatistického kopolyméru propylénu a etylénu vonkajšia vrstva 3. Rozmery rúrky sú uvedené v tabuľke 2.
Bola teda vyrobená koextrudovaná rúrka majúca dve vrstvy, pozri tabuľku 3.
Tabuľka 3: Rozmery dvojvrstvovej rúrky
| vonkajší priemer (mm) | 20 |
| vnútorný priemer (mm) | 15 |
| celková hrúbka steny (mm) | 2,50 |
| hrúbka vonkajšej vrstvy - štatistický kopolymér propylénu a etylénu (mm) | 1,25 |
| hrúbka vnútornej vrstvy - KOMPOZIT PPR4 (mm) | 1,25 |
• A · ·
·· · • ·« • ·
-Ί Opísaným postupom bol zmeraný koeficient lineárnej tepelnej rozťažnosti (CLTE), ktorý dosiahol a [ 10'6/°C] = 28.
Príklad 5 - uskutočnenie podľa technického riešenia
Ako termoplastová matrica je použitý štatistický kopolymér propylénu a etylénu týchto charakteristík:
□ index toku taveniny 0,25 (g/10 minút), (230 °C, 2,16 kg), (ISO 1133), □ obsah etylénu 5 % hmotn., □ hustota 902 kg/m3 (ISO 1183/A).
Z neho bol pripravený termoplastový kompozit s 15 % hmotn. uhlíkového vlákna Ako väzbový prostriedok vlákien k polymémej matrici bol pridaný polypropylén očkovaný maleínanhydridom v množstve 5 % hmotn. s parametrami uvedenými v tabuľke 2 a v ďalšom texte označený ako KOMPOZIT PPR5. Bola pripravená trojvrstvová rúrka s rozmermi uvedenými v tabuľke 4. Schematicky je priečny rez takou rúrkou uvedený na obrázku 3, pričom kompozit PPR.5 tvorí strednú vrstvu 4 a vonkajšia vrstva 3 a vnútorná vrstva 2 je zo štatistického kopolyméru propylénu a etylénu týchto charakteristík:
□ index toku taveniny 0,25 (g/10 minút), (230 °C, 2,16 kg), (ISO 1133), □ obsah etylénu 5 % hmotn., □ hustota 902 kg/m3 (ISO 1183/A).
Tabuľka 4: Rozmery trojvrstvovej rúrky
| vonkajší priemer (mm) | 20 |
| vnútorný priemer (mm) | 12 |
| celková hrúbka steny (mm) | 4 |
| hrúbka vonkajšej vrstvy - štatistický kopolymér propylénu a etylénu (mm) | 1,00 |
| hrúbka strednej vrstvy - KOMPOZIT PPR5 (mm) | 2,00 |
| hrúbka vnútornej vrstvy - štatistický kopolymér propylénu a etylénu (mm) | 1,00 |
Vyššie uvedeným postupom bol zmeraný koeficient lineárnej tepelnej rozťažnosti (CLTE), ktorý dosiahol a [10’6/°C] = 18.
-8Príklad 6 - uskutočnenie podľa technického riešenia
Ako termoplastová matrica je použitý štatistický kopolymér propylénu a etylénu týchto charakteristík:
□ index toku taveniny 0,25 (g/10 minút), (230 °C, 2,16 kg), (ISO 1133), □ obsah etylénu 5 % hmotn., □ hustota 902 kg/m3 (ISO 1183/A).
Z neho bol pripravený termoplastový kompozit s 15 % hmotn. mletého uhlíkového vlákna s parametrami uvedenými v tabuľke 5 a v ďalšom texte označený ako KOMPOZIT PPR5. Ako väzbový prostriedok vlákien k polymémej matrici bol pridaný polypropylén očkovaný maleínanhydridom v množstve 5 % hmotn.
Tabuľka 5: Vlastnosti mletého uhlíkového vlákna
| Vlastnosť | hodnota |
| Povrchová úprava vlákien | aminosilánová |
| Priemer vlákien (mm) | 7,4 |
| Dĺžka vlákien pred kompaundáciou (mm) | 0,2 |
| Obsah uhlíka (% hmotn.) | 98 |
Bola pripravená trojvrstvová rúrka s rozmermi uvedenými v tabuľke 6. Schematicky je priečny rez takou rúrkou uvedený na obrázku 3, pričom kompozit PPR5 tvorí strednú vrstvu 4 a vonkajšia vrstva 3 a vnútorná vrstva 2 je zo štatistického kopolyméru propylénu a etylénu týchto charakteristík:
□ index toku taveniny 0,25 (g/10 minút), (230 °C, 2,16 kg), (ISO 1133), □ obsah etylénu 5 % hmotn., □ hustota 902 kg/m3 (ISO 1183/A).
Tabuľka 5: Rozmery trojvrstvovej rúrky
| vonkajší priemer (mm) | 20 |
| vnútorný priemer (mm) | 12 |
| celková hrúbka steny (mm) | 4 |
• ·
| hrúbka vonkajšej vrstvy - štatistický kopolymér propylénu a etylénu (mm) | 1,00 |
| hrúbka strednej vrstvy - KOMPOZIT PPR5 (mm) | 2,00 |
| hrúbka vnútornej vrstvy - štatistický kopolymér propylénu a etylénu (mm) | 1,00 |
Vyššie uvedeným postupom bol zmeraný koeficient lineárnej tepelnej rozťažnosti (CLTE), ktorý dosiahol a [ 10'6/°C] = 18
Príklad 7 - uskutočnenie podľa technického riešenia
Ako termoplastová matrica je použitý homopolymér propylénu týchto charakteristík:
□ index toku taveniny 0,30 (g/10 minút), (230 °C, 2,16 kg), (ISO 1133), □ hustota 905 kg/m3 (ISO 1183/A).
Bol pripravený kompozit so 7 % hmotn. uhlíkového vlákna s parametrami uvedenými v tabuľke 2.
Z tohto kompozitu so 7 % hmotn. uhlíkového vlákna s vlastnosťami podľa tabuľky 2 bola pripravená rúrka s rozmermi rovnakými ako už bolo uvedené v tabuľke 1. Schematicky je priečny rez takou rúrkou uvedený na obrázku 1, s termoplastovým kompozitom v jednej vrstve 1. Ako väzbový prostriedok vlákien k polymémej matrici bol pridaný polypropylén očkovaný maleínanhydridom v množstve 2,1 % hmotn.
Opísaným postupom bol zmeraný koeficientu lineárnej tepelnej rozťažnosti (CLTE), ktorý dosiahol α [ 10‘6/°C] = 32
Priemyselná využiteľnosť
Technické riešenie je použiteľné na výrobu plastových rúrok alebo iných prvkov potrubných rozvodov polypropylénu alebo jeho kopolymérov s etylénom so zníženým koeficientom lineárnej tepelnej rozťažnosti. Možno ho použiť aj na výrobu koextrudovaných rúrok pre tlakové aj netlakové aplikácie. Možno ho použiť aj na výrobu dosiek alebo fólií, obzvlášť však koextrudovaných (dve až tri vrstvy) dosiek.
Claims (7)
- NÁROKY NA OCHRANU1. Termoplastový kompozit najmä z polypropylénu a jeho kopolymérov s etylénom s anorganickými plnivami alebo výstužami, vyznačujúci sa tým, že obsahuje 3 až 15 % hmotnostných uhlíkového vlákna.
- 2. Termoplastový kompozit podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že uhlíkové vlákno je sekané.
- 3. Termoplastový kompozit podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že uhlíkové vlákno je mleté.
- 4. Termoplastový kompozit podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 3, vyznačujúci sa tým, že obsahuje do 5 % hmotnostných väzbového prostriedku na báze polypropylénu a jeho kopolymérov s etylénom a polárnych komonomérov.
- 5. Rúrka obsahujúca termoplastový materiál podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 4, aspoň v jednej vrstve.
- 6. Rúrka obsahujúca termoplastový materiál podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 4, vyznačujúca sa tým, že u dvojvrstvovej rúrky tvorí jej vnútornú vrstvu (2).
- 7. Rúrka obsahujúca termoplastový materiál podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 4, vyznačujúca sa tým, že u trojvrstvovej rúrky tvorí strednú vrstvu (4).
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2014-30100U CZ27700U1 (cs) | 2014-10-15 | 2014-10-15 | Termoplastický kompozit a trubka z něho vyrobená |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SK500382015U1 true SK500382015U1 (sk) | 2015-08-04 |
| SK7335Y1 SK7335Y1 (sk) | 2016-01-07 |
Family
ID=52339978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SK50038-2015U SK7335Y1 (sk) | 2014-10-15 | 2015-04-27 | Termoplastový kompozit a rúrka z neho vyrobená |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| BG (1) | BG2298U1 (sk) |
| CZ (1) | CZ27700U1 (sk) |
| PL (1) | PL124471U1 (sk) |
| RU (1) | RU177792U1 (sk) |
| SK (1) | SK7335Y1 (sk) |
| UA (1) | UA102452U (sk) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ31509U1 (cs) * | 2017-12-20 | 2018-02-20 | Pipelife Czech S.R.O. | Termoplastický kompozit a vícevrstvá trubka z něho vyrobená |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE60106219T2 (de) * | 2001-06-27 | 2006-03-09 | Borealis Technology Oy | Propylen-Copolymer mit zufälliger Comonomerverteilung und Verfahren zu seiner Herstellung |
| ES2399823T3 (es) * | 2004-09-02 | 2013-04-03 | Borealis Technology Oy | Una tubería de polímero sin presión, una composición para la misma, y un proceso para su preparación |
| DE102004048776A1 (de) * | 2004-10-07 | 2006-04-13 | Degussa Ag | Mehrschichtverbund mit EVOH-Schicht und Schutzschicht |
| CN202266763U (zh) * | 2011-10-17 | 2012-06-06 | 上海伟星新型建材有限公司 | 一种双取向的纤维增强无规共聚聚丙烯三层复合管 |
-
2014
- 2014-10-15 CZ CZ2014-30100U patent/CZ27700U1/cs active Protection Beyond IP Right Term
-
2015
- 2015-04-27 SK SK50038-2015U patent/SK7335Y1/sk unknown
- 2015-05-26 UA UAU201505183U patent/UA102452U/ru unknown
- 2015-10-07 BG BG003115U patent/BG2298U1/bg unknown
- 2015-10-09 PL PL124471U patent/PL124471U1/pl unknown
- 2015-10-13 RU RU2015143641U patent/RU177792U1/ru active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BG2298U1 (bg) | 2016-10-31 |
| UA102452U (xx) | 2015-10-26 |
| SK7335Y1 (sk) | 2016-01-07 |
| RU177792U1 (ru) | 2018-03-13 |
| CZ27700U1 (cs) | 2015-01-12 |
| PL124471U1 (pl) | 2016-04-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108194713B (zh) | 一种高强度纳米抗菌ppr管及其制备方法 | |
| CN106589585A (zh) | 高强度聚丙烯（pp‑hm）双壁波纹管及生产工艺 | |
| US20170121493A1 (en) | Biomaterial Composite | |
| CN106117733A (zh) | 高强土工格栅及其制备方法 | |
| KR101019261B1 (ko) | 재생 폴리에틸렌을 이용한 전선용 파형관 | |
| CN104479203A (zh) | 一种超强刚度聚乙烯管材及其制备方法 | |
| CN109291525B (zh) | 纤维增强β晶型的无规共聚聚丙烯复合管及制备方法 | |
| 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 | |
| Cui et al. | Fabrication and properties of nano‐ZnO/glass‐fiber‐reinforced polypropylene composites | |
| SK500382015U1 (sk) | Termoplastický kompozit a rúrka z neho vyrobená | |
| CN105968571A (zh) | 一种多层复合塑料化粪池 | |
| CN103047486A (zh) | 一种双取向的纤维增强无规共聚聚丙烯三层复合管 | |
| CN106084628B (zh) | 一种中空玻璃刚性暖边间隔条及其制备方法 | |
| Liang | Tensile, flow, and thermal properties of CaCO3‐filled LDPE/LLDPE composites | |
| KR20110034979A (ko) | 고온 파이프 | |
| SK8589Y1 (sk) | Termoplastický kompozit a viacvrstvová rúrka z neho vyrobená | |
| CN110283439B (zh) | 一种玻纤改性pe管的生产工艺 | |
| KR101465228B1 (ko) | 내충격성을 보유한 단열 합성수지관 조성물 및 그 제조방법 | |
| CN106800743A (zh) | 一种轴流风叶及其制备方法 | |
| CN104497422B (zh) | 一种用于增强ppr管尺寸稳定性的组合物及其制备方法 | |
| WO2022095309A1 (zh) | 一种复合材料熔焊管材 | |
| CZ26752U1 (cs) | Termoplastický kompozit a trubka z něho vyrobená | |
| CN206338499U (zh) | 复合增强pp‑r管 | |
| CN202266763U (zh) | 一种双取向的纤维增强无规共聚聚丙烯三层复合管 | |
| 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 |