Компаунды, технология компаундирования!

Композиционные материалы — многокомпонентные материалы, состоящие из пластичной основы — матрицы, и наполнителей, играющих укрепляющую и некоторые другие роли. Между фазами (компонентами) композита имеется граница раздела фаз.

Варьируя состав матрицы и наполнителя, их соотношение, применяя специальные дополнительные реагенты и т.д., получают широкий спектр материалов с требуемым набором свойств.

Процесс, включающий в себя введение добавок и наполнителей в полимерный материал, называют компаундированием, а смеси полимеров с этими ингредиентами — компаундами. Компаунд может содержать порядка 4-10 ингредиентов, смешанных соответствующим образом для достижения успешного функционирования готового изделия. По области применения компаунды принято разделять на две группы: композиты, физико-механические свойства которых формируют свойства готового изделия, и мастербачи, которые создаются для качественного распределения компонентов в готовом изделии.

Полимерная основа смешиваемых компонентов определяет многие физические свойства компаундов. Не менее 50 полимеров различных марок и сотни добавок дают возможность модифицировать набор ключевых свойств полимерного изделия. Как полимеры, так и добавки выпускаются в различных формах (гранулы, порошки, жидкости) и имеют широкий диапазон температур плавления и термических свойств. Такое разнообразие материалов и их свойств является причиной разнообразия процессов компаундирования.

С точки зрения физико-химических процессов все процессы компаундирования классифицируются в соответствии с базовыми научными законами и параметрами:

— дисперсионное смешение, то есть дробление агломератов до уровня порошков;

— дистрибутивное смешение, то есть достижение высокой степени однородности в полимерной матрице;

— термическое регулирование, то есть установление устойчивого температурно-временного профиля при течении системы (расплава), состоящей из полимера и добавок.

Каждое изменение, происходящее с материалом при компаундировании, так или иначе связано именно с этими тремя основными процессами: дисперсионное смешение, дистрибутивное смешение и термическое регулирование. Очень часто эти процессы происходят одновременно, однако есть композиции, при компаундировании которых протекает лишь один из перечисленных процессов.

Оптимальное смешение и оптимальное компаундирование полимеров и добавок являются важнейшими операциями при Производстве композитных материалов с помощью грануляторов и компаундеров. Выбор оборудования и технологии производства компаунда напрямую зависит от исходного состояния и параметров полимерного материала и добавок, а также от желаемых свойств конечного продукта.

Технику, предназначенную для выполнения процессов компаундирования, можно разделить:

— одношнековые экструдеры;

— двухшнековые экструдеры;

— смесители непрерывного действия;

— смесители периодического действия.

В следующей статье мы рассмотрим, в общих чертах, виды экструдеров, а далее способы производства меловой добавки на основе линейного полиэтилена.