نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی
نویسندگان
1 دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دانشکده مهندسی پلیمر
2 عسلویه، منطقه آزاد اقتصادی پارس جنوبی، مجتمع پتروشیمی جم، واحد تحقیق و توسعه
3 تهران، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، پژوهشکده فرایند، گروه پلاستیک
چکیده
این پژوهش با دیدگاه تأثیر کمکفرآیندهای پلیمری گوناگون بر پدیده چسبش- لغزش در آمیزههای پلیاتیلنی انجام شده است. در فرآیند اکستروژن پلیمرهای گرمانرم همچون پلیاتیلنها برای اینکه محصولات مناسب و کارامدی مانند پوششهای سیمی، لولهها، بطریها، و فیلمها تهیه شود، مطلوب است که محصولات نهایی، سطوحی صاف و صیقل داشته باشند. همچنین در صنعت نیاز است که سرعت فرآیند اکستروژن تا حد ممکن بالا و فشار این فرآیند تا حد ممکن پایین باشد تا بتوان بیشترین استفاده را از ماشین آلات فرآیندی داشت و در نتیجه هزینههای فرآیندی را تا حد امکان کاهش داد. در این پژوهش ابتدا، مستربچهای MBM و MBR (دارای 35-40% دوده) به پودر پلیاتیلن با چگالی زیاد (PE100) اضافه شد و اثر آنها بر کاهش پدیده ویسکوالاستیکی تأیید شد. در مرحله بعد، سه نوع کمکفرآیند با اسامی تجاری Viton، Fx و Daikin با غلظتهای ppm 50، 100 و 150 برای کاهش پدیده یادشده به آمیزههای PE100MBR و PE100MBM اضافه شد. آزمون رئومتری لوله مویین بصورت کمّی مشخص نمود که پدیده چسبش - لغزش چه تغییراتی داشته است. آزمون ریزبینی نیز بهطور کیفی تغییرات رخ داده در محصول اکسترودشده را نمایش داد. آزمون گشتاورسنجی نیز اثر کمکفرآیندها را بر آمپر و انرژی مصرفشده دستگاه تعیین نمود. در نهایت، بهدلیل اهمیّت کاهش انرژی در فرآیند و همچنین بهبود کیفیت محصول نهایی، نمونههایی با این ویژگیها تولید شد. با توجه به ساختار کمکفرآیندهای پلیمری که برپایه فلئوروالاستومر و هایپربرنچها میباشند، مشخص شد که با افزودن این مواد باعث بهبود فرآیندپذیری و همچنین تسهیل آن شده است و در آخر ظاهر محصول صافتر و صیقلتر شده است.
کلیدواژهها
عنوان مقاله [English]
Effect of carbon black masterbatch and polymer process aids based on fluoroelastomer and hyper branch polymers on melt fracture of bimodal polyethylene
نویسندگان [English]
- Pedram Manafi 1
- Reza Rashedi 2
- Ismail Ghasemi 3
- Kamal Afzali 2
1 Department of Polymer Engineering and Color Technology, Amirkabir University of TechnologyTehran, Iran
2 Research and Development Center, Jam Petrochemical Company, South Pars Special Economic Zone (Asalouyeh), Iran
3 Iran Polymer & Petrochemical Institute (IPPI), Tehran, Iran
چکیده [English]
This research has been conducted with the view of the effect of various polymeric processing aids (PPA) on the stick-slip phenomenon in polyethylene compounds. In the extrusion process of thermoplastic polymers, such as polyethylene, for proper and efficient products like wire coatings, pipes, bottles, and films, it is desirable that the final products, gain a smooth surfaces and be polished. In the industry, it is also necessary that the rate of extrusion process is as high as possible, dislike the pressure of this process is as low as possible, so that it can be used for the most part from process machines and thus reduce process costs so much as practical. In this study, MBM and MBR masterbatches (containing 35-40% carbon black) were added to high density polyethylene powder (PE100) and the effect of these masterbatches on the reduction of viscoelastic phenomenon was confirmed. In the next step, three types of PPA with commercial names of Viton, Fx and Daikin with concentrations of 50, 100 and 150 ppm were added to the PE100MBR and PE100MBM compounds to reduce the melt fracture of the samples. The capillary rheometry test determined the quantity changes in the stick-slip phenomenon. The microscopy test also showed qualitatively the changes that occurred in the extrudates. The torque meter test also determined the effect of the PPA on the ampere and the energy consumed by the extruder. Finally, samples were produced with these features due to the importance of reducing energy in the process as well as improving the quality of the extrudates. Depending on the structure of the fluoroelastomer and hyper branch polymers, it has been found that adding these kind of materials has improved processability, and finally the appearance of the product is smoother and polished.
کلیدواژهها [English]
- Bimodal high density polyethylene
- carbon black masterbatch
- polymeric processing aids
- melt fracture
- rheology