Plastics_12_1_2018

СЫРЬЕ И МАТЕРИАЛЫ П Л А С Т И К С № 1 2 / I ( 1 8 5 ) 2 0 1 8 w w w . p l a s t i c s . r u 15 Что такое ДВТ? ДВТ (или LFT — Long Fiber Thermo- plastics) представляют собой полимеры, со- держащие в качестве наполнителя непре- рывные элементарные волокна по всей длине гранул. Наличие в материале длинных воло- кон обеспечивает значительное повышение твердости, жесткости и ударопрочности этих материалов вширокомдиапазоне температур. Волокно является главным армирую- щим компонентом длинно-, средне- и ко- ротковолокнистых (КВТ) материалов. Чем длиннее волокно, а точнее, чем больше со- отношение его длины с диаметром, тем эф- фективнее полимер способен распределять напряжения в матрице непосредственно на волокна. Как правило, длина волокон в КВТ-гранулах составляет менее 1,0-1,5 мм, в средневолокнистых — 1,5-2,5 мм, а в гра- нулах ДВТ достигает 10 мм и более (рис. 1). Опыт показывает, что такая длина волокон в ДВТ обеспечивает оптимальные свойства материала с сохранением возможности пере- работки на стандартных литьевых машинах. Средняя длина волокон в готовых изделиях из ДВТ-гранул составит 1,2-1,6 мм, при этом достигается искомая прочность детали, а большее значение длины волокон в изделии уже не обеспечивает существенного улучше- ния физических свойств, но делает матери- ал более сложным в переработке (рис. 2). Следует понимать, что длина волокон в из- делиях из КВТ не превышает 0,35-0,45 мм, именно поэтому и наблюдается такое раз- личие свойств продукции, полученной из ДВТ- и КВТ-композиций. Помимо стекловолокна ДВТ можно ар- мировать арамидным, стальным или угле- родным и даже натуральным волокном. Сте- кловолокно является наиболее популярным и экономически эффективным армирующим материалом для ДВТ-композитов. Матрицей служат такие пластики, как ПП (в большин- стве ДВТ), ПА-6 и ПА-66, полифталамид, ПБТ, ПУ-эластомер, композиция ПК/АБС, полифениленсульфид (ПФС) и полиэфир- эфиркетон (ПЭЭК). Потенциал для развития имеют и другие полукристаллические техни- ческие пластмассы, если для них появляются подходящие области применения. Большинство термопластов поддерживает добавление 20; 30; 40; 50 и 60% армирующе- го волокна по массе. Оптимальным с точки зрения соотношения «цена/производитель- ность/свойства» является 60-процентное на- полнение. Однако наиболее распространены уровни наполнения 40 и 50%, получаемые в том числе смешением ДВТ с базовым поли- мером непосредственно в литьевой машине. При определении идеального баланса объема полимернойматрицыи волокон стоит учиты- вать комплекс ключевых параметров готового изделия: его эксплуатационных характери- стик, стоимости и массы. Как получают ДВТ? Для производства термопластов, армиро- ванных длинным волокном, в основном ис- пользуется процесс пултрузии, при котором ровинг стеклянных нитейпротягивается через расплав полимера в специально сконструиро- ванной экструзионной головке. Полученные композитные нити (стренги) охлаждаются и нарезаютсяна гранулыдлиной8-12мм(рис. 3). Этот метод существенно отличается от процесса, используемого для производства термопластов, армированных коротким во- локном. В последнем случае рубленые во- локна или ровинг смешивают с расплавом термопласта на стандартных двухшнековых экструдерах-компаундерах. Понятие «пропитка» — или, что более точно, «импрегнирование» — обозначает за- ливку волокон расплавом термопласта. При успешной пропитке отдельные элементар- ные волокна полностью покрываются рас- плавом, и гранулы не содержат несвязанных волокон. Следует отметить, что далеко не все лидеры рынка ДВТ производят гранулы, полностьюпропитанные полимером. Значи- тельная часть марок получена «кабельным» методом, при котором расплав только обво- лакивает пучок нитей, скрепляя его в единое целое. Свойства ДВТ, полученных импрег- Длинноволокнистые термопласты (ДВТ) представляют собой перспективную, активно развивающуюся категорию материалов. Они повсеместно признаны конкурентоспособной альтернативой традиционным армированным полимерам и металлам и способны заменить их в широком круге применений. Если объем европейского рынка термопластов с коротким стекловолокном сегодня составляет порядка 1,5 млн т, то сектор ДВТ приблизился к отметке 150 тыс. т. Мировой рынок ДВТ в 2019 году, имея годовой темп прироста 6%, вполне может выйти на цифру 0,5 млн т. Учитывая этот факт, стоит серьезно разобраться с тем, как данные пластики получают, перерабатывают и используют Михаил КАЦЕВМАН, директор по науке и развитию ООО «НПП «ПОЛИПЛАСТИК» Рисунок 1. Распределение волокон в гранулах коротковолокнистых (А) и длинноволокнистых (Б) термопластов А Б Что нам нужно знать о ДВТ