Utafiti juu ya Mipako ya Poda ya Polyethilini kwa Sanduku za Betri

abstract

Aina sita za mipako ya unga wa polyethilini kwa ajili ya masanduku ya betri zilibuniwa kupitia urekebishaji wa mchanganyiko wa polyethilini yenye sifa tofauti. Kwa kujaribu kiwango cha mtiririko wa kuyeyuka, sifa za kiufundi, na upinzani wa asidi wa filamu za mipako ya mipako ya unga wa polyethilini iliyopatikana kutoka kwa mifumo tofauti ya uchanganyaji, fomula ya mipako ya unga wa polyethilini yenye utendaji bora zaidi ilichunguzwa. Mipako ya unga wa polyethilini iliyoandaliwa inaweza kukidhi mahitaji ya kusawazisha uso wa masanduku ya betri, na wakati huo huo ina sifa bora za kiufundi na upinzani wa kemikali, ambayo inaweza kuboresha kwa ufanisi maisha ya huduma ya masanduku ya betri.

Maneno muhimu

Sanduku la betri; Polyethilini; Kuchanganya; Mipako ya poda
Msimbo wa Uainishaji: TQ637.82
Nambari ya Hati: A

1 Utangulizi

Kwa kuongezeka kwa mahitaji makali ya ulinzi wa mazingira, kudhibiti utoaji wa gesi ya kutolea nje na kupunguza uchafuzi wa hewa imekuwa viashiria muhimu vya ulinzi wa mazingira [1].

Magari ya mafuta asilia kwa ujumla hutumia mafuta ya kisukuku kama chanzo cha nguvu, na kasoro yao kubwa zaidi ni utoaji wa gesi ya moshi mwingi, ambayo huchafua mazingira kwa kiasi kikubwa. Kinyume chake, magari mapya ya nishati ambayo hutumia betri za kuhifadhi kama nguvu ya kuvuta haitoi moshi wa moshi na kusababisha hakuna uchafuzi wa angahewa, kwa hivyo yanazidi kupendelewa na soko [2].

Wakati wa maisha ya huduma ya masanduku ya betri ya viwanda, huharibiwa na asidi ya betri, ambayo huharakisha kutu na kushindwa kwa masanduku. Kwa hiyo, kupambana na kutu ya masanduku ya betri daima imekuwa mada ya utafiti wa moto. Sanduku za betri za viwandani kawaida hutengenezwa kwa chuma cha kaboni, ambayo yenyewe haina utendaji mzuri wa kuzuia kutu [3].

Kwa hiyo, tu kwa kufanya matibabu ya uso kwenye kuta za ndani na nje za masanduku zinaweza kuboresha utendaji wao wa kupambana na kutu. Teknolojia ya kawaida ya matibabu ya uso ni kutumia safu ya mipako ya kuzuia kutu kwenye uso wa sanduku, na mipako inahitajika sio tu kupinga mmomonyoko wa asidi lakini pia kushikamana kwa karibu na substrate.

Mipako ya poda ya polyethilini kwa kawaida huwa na resini ya polyethilini, viongeza, vijazaji, rangi, n.k. Ni mipako ya poda ya thermoplastic yenye upinzani bora wa kemikali na ufanisi mkubwa wa gharama.

Kuzingatia mahitaji ya kupambana na kutu ya masanduku ya betri, pamoja na mahitaji ya kuonekana na gharama, mipako ya poda ya polyethilini ni chaguo la kiuchumi la kupambana na kutu. Hata hivyo, kuna mgongano kati ya mali ya mitambo na fluidity ya polyethilini. Mipako ya poda ya polyethilini kwa kawaida ni vigumu kuwa na unyevu bora na sifa za mitambo, kwa hivyo ni lazima zirekebishwe ili kukidhi mahitaji ya mipako ya masanduku ya betri. Katika utafiti huu, kwa njia ya kuchanganya marekebisho ya polyethilini yenye mali tofauti, mipako ya poda ya polyethilini kwa masanduku ya betri iliundwa. Mipako hii ina sifa bora za mitambo, upinzani wa kemikali, wambiso wa juu, na usawa mzuri wa uso.

2 Sehemu ya Majaribio

2.1 Malighafi na Ala za Majaribio

2.1.1 Malighafi

• Polyethilini (PE-A, PE-B, PE-C): Sinopec;
• Polyethilini (PE-D): Dow Chemical;
• Polyethilini (PE-E): Prime Polymer Co., Ltd., Japan;
• Wambiso wa polyethilini (MAH-g-PE): Mfano wa SZ-07, Teknolojia ya Huangshan Beno;
• Antioxidant: Mfano K7001, Luan JIENT;
• Kiimarishaji cha mwanga: Mfano wa UV531, BASF;
• Wakala wa mtiririko wa nta ya polyethilini: Kiwanda cha kuongeza cha Shanghai;
• Wakala wa Nucleating: Mfano Hyperform HPN-20E, Milliken Chemical, USA;
• Rangi nyeusi ya kaboni: Mfano R600R, Cabot.

Vyombo

• Extruder Twin-screw: Mfano T-35, Nanjing Rub Machine, Ltd.;
• Mashine ya vulcanizing ya sahani: Model XLB-D, Huzhou Shyn Machinery Co., Ltd.;
• Kipima mfadhaiko wa mazingira: Model NYK-06, ChengdeTesting Equipment Co., Ltd.;
• Mashine ya kupima plastiki kwa wote: Model WDS-3, Boyi InstruEquipment Co., Ltd.

2.2 Mbinu za Majaribio

2.2.1 Maandalizi ya Mipako ya Poda

Malighafi zilipimwa kulingana na fomula katika Jedwali 1 na kuongezwa kwa mchanganyiko kwa kuchanganya kwa kasi ya juu. Kisha mchanganyiko huo huongezwa kwenye kichocheo cha screw-pacha kwa ajili ya kuyeyusha chembechembe za nyundo ifikapo 160°C. Chembechembe hizo ziliwekwa kwenye kinu ili kusagwa kuwa unga, ikifuatiwa na uainishaji na ungo.

Jedwali la 1 la Mipako ya Poda ya Polyethilini

2.2.2 Maandalizi ya Mipako

Mbinu ya kuchovya kitandani yenye ugiligili ilitumika kuandaa mipako ya unga wa polyethilini kwenye uso wa masanduku ya betri. Uso wa sanduku la betri ulipigwa mchanga kwanza, kisha ukawashwa moto hadi 250-350°C katika oveni. Baada ya hapo, mipako ya unga wa polyethilini ilipakwa kwa kuchovya kitandani yenye ugiligili, na plastiki ilipatikana kwa kutumia joto lililobaki la kipande cha kazi au kwa kuiweka kwenye oveni.

2.2.3 Utayarishaji wa Sampuli za Upimaji wa Utendaji

Sampuli za kupima mali ya mitambo ya poda ya polyethilini ilitayarishwa na ukingo wa compression.

2.3 Upimaji wa Utendaji

• Kiwango cha mtiririko wa kuyeyuka (MFR) ya mipako ya poda ya polyethilini ilijaribiwa kwa mujibu wa GB/T 3682-2018;
• Utendaji wa mkazo wa mazingira (ESC) wa mipako ya poda ya polyethilini ilijaribiwa kwa mujibu wa GB/T 1842-2008;
• Mali ya mvutano wa mipako ya poda ya polyethilini ilijaribiwa kwa mujibu wa GB / T 1040.2-2018;
• Upinzani wa asidi ya mipako ya poda ya polyethilini ilijaribiwa kwa kutumia 30% (sehemu ya molekuli) ufumbuzi wa asidi ya sulfuriki kwa mujibu wa GB/T 11547-2008;
• Kushikamana kwa mipako ya poda ya polyethilini ilijaribiwa kwa mujibu wa GB/T 9286-2008.

Viashiria kuu vya utendakazi vya mipako ya poda ya polyethilini kwa visanduku vya betri vinaonyeshwa kwenye Jedwali la 2.

Jedwali 2 Viashiria Kuu vya Utendaji vya Mipako ya Polyethilini kwa Sanduku za Betri

3 Matokeo na Majadiliano

3.1 Uchambuzi wa Utendaji wa Polyethilini

Kuchambua vigezo vya utendaji wa aina tofauti za polyethilini ni sharti la kuunda muundo wa mipako ya poda ya polyethilini iliyochanganywa. Katika utafiti huu, aina 5 tofauti za polyethilini zilichaguliwa kama malighafi kwa mipako ya poda, na mali zao zilijaribiwa kwa mujibu wa viwango vinavyofaa. Matokeo yanaonyeshwa kwenye Jedwali 3.

Kama inavyoonekana kutoka kwa Jedwali 3, PE-A na PE-B zina viwango vya juu sana vya kuyeyuka, kwa hivyo zinaweza kukidhi mahitaji ya kusawazisha uso wa juu wa mipako. Walakini, ugumu wa PE-A na PE-B ni duni. Kurefusha wakati wa mapumziko ya PE-A ni 100% tu, na wakati wake wa kupinga mkazo ni h 1 tu, kwa hivyo haiwezi kukidhi mahitaji ya mali ya mitambo ya mipako ya sanduku la betri. PE-C ni polyethilini yenye msongamano wa chini yenye kiwango cha wastani cha kuyeyuka, ambayo kimsingi inaweza kukidhi mahitaji ya kusawazisha ya mipako ya kawaida, lakini ugumu wake pia ni duni. PE-D na PE-E zote mbili ni polyethilini yenye msongamano wa metallocene, na zote zina ukakamavu bora na nguvu za mkazo. Tofauti ni kwamba PE-E ina fahirisi ya chini sana ya kuyeyuka, ambayo haiwezi kukidhi mahitaji ya mwonekano wa kusawazisha mipako.

Jedwali 3 Mali ya Aina tofauti za Polyethilini

3.2 Uteuzi na Uboreshaji wa Polyethilini

Kiwango cha mtiririko wa kuyeyuka (MFR) wa polyethilini ni kiashiria kinachoonyesha maji ya polyethilini katika hali ya kuyeyuka kwa moto, na kwa kiasi fulani inawakilisha athari ya kusawazisha ya mipako ya polyethilini. Kwa ujumla, thamani ya MFR ya juu, athari bora ya kusawazisha mipako. Hata hivyo, juu ya thamani ya MFR, chini ya molekuli ya molekuli ya polyethilini kawaida ni, na mbaya zaidi mali yake ya mitambo ni. Kwa hiyo, mara nyingi ni vigumu kufikia mahitaji ya maji na mali ya mitambo kwa wakati mmoja, ambayo pia inathibitishwa na matokeo ya mtihani yaliyoonyeshwa katika Jedwali 3. Ikiwa polyethilini yenye mali tofauti imechanganywa na kutumika pamoja ili kufanya mchanganyiko kuwa na sifa bora za maji na mitambo, kinadharia, mipako ya poda ya polyethilini yenye mali ya kina inayokidhi mahitaji inaweza kutayarishwa.

Jedwali 4 la Mipango tofauti ya Mchanganyiko

 Inaweza kuonekana kutoka kwa Jedwali la 3 kwamba PE-A na PE-B zote zina viwango vya juu vya kuyeyuka, lakini PE-B ina ushupavu wa juu kiasi, kwa hivyo PE-B inaweza kutumika kama nyenzo ya tumbo ili kuboresha unyevu wa mchanganyiko; PE-D na PE-E zina sifa nzuri za kiufundi na zinaweza kutumika kama nyenzo za matrix kuboresha sifa za kiufundi za mchanganyiko. Walakini, PE-E ina kiwango cha chini cha kuyeyuka, kwa hivyo haifai kama nyenzo ya matrix. Kwa polyethilini yenye molekuli kubwa ya wastani ya jamaa, kama vile PE-E, msongamano wa mnyororo wa mnyororo ni wa juu na kiwango cha mtiririko ni cha chini. Hata hivyo, inapokabiliwa na mizigo ya nje, utaratibu wake wa kutoa mavuno ni deformation ya shear, na mtiririko wa wazi wa molekuli si rahisi kutokea, kwa hiyo ina nguvu ya juu na ugumu [6]. Kwa hiyo, PE-B na PE-D zilichanganywa kwa uwiano tofauti ili kuandaa polyethilini iliyobadilishwa iliyochanganywa. Wakati huo huo, ili kuboresha nguvu ya kuunganisha kati ya mipako ya poda ya polyethilini na substrate ya sanduku la betri, kiasi kinachofaa cha wambiso wa polyethilini (MAH-g-PE) inapaswa kuongezwa. Adhesive polyethilini ni binder iliyoandaliwa kwa kuunganisha anhidridi ya kiume kwenye polyethilini. Kwa kumalizia, mifumo 6 tofauti ya uchanganyaji iliundwa, kama inavyoonyeshwa kwenye Jedwali 4.

3.3 Uchambuzi wa Utendaji wa Mipako ya Poda ya Polyethilini

Kwa msingi wa Jedwali 1, kulingana na mipango ya kuchanganya katika Jedwali la 4, malighafi zilichanganywa, zimetolewa, na kusagwa ili kuandaa mipako ya poda ya polyethilini. Kiwango cha mtiririko wa kuyeyuka, sifa za mkazo, upinzani wa ngozi ya mkazo, na upinzani wa asidi ya mipako ya poda ilijaribiwa kwa mujibu wa viwango vya kitaifa. Matokeo yanaonyeshwa kwenye Jedwali 5.

Jedwali 5 la Matokeo ya Mtihani wa Utendaji wa Mipango Tofauti ya Mchanganyiko

Kama inavyoonekana kutoka kwenye Jedwali la 5, kiwango cha kuyeyuka kwa mchanganyiko hupungua kwa kasi na ongezeko la uwiano wa PE-D. Hii ni hasa kwa sababu wakati PE-B (yenye wingi wa chini wa molekuli) inapochanganywa na PE-D (yenye molekuli ya juu ya jamaa ya molekuli) na kuyeyuka-kutolewa na extruder, minyororo ndefu ya molekuli hufunga minyororo fupi ya molekuli, na kusababisha kupungua kwa kasi kwa kiwango cha mtiririko wa kuyeyuka. Kwa hiyo, kiasi cha kuongeza ya polyethilini yenye maji ya chini ina ushawishi mkubwa juu ya fluidity ya mchanganyiko, na kuzingatia maalum inapaswa kutolewa kwa kiasi chake cha kuongeza wakati wa kubuni formula ya mipako ya poda ya polyethilini iliyochanganywa. Kwa mtazamo mwingine, umajimaji wa PE-D (polyethilini yenye umajimaji mdogo) unaweza pia kuboreshwa kwa kiasi kikubwa baada ya kuchanganywa na PE-B (polyethilini yenye maji mengi kiasi). Hii ni kwa sababu polyethilini yenye minyororo mifupi ya Masi inaweza kuingizwa kwa wingi ndani ya polyethilini na minyororo mirefu ya Masi, na kuifanya kuunda muundo wa tabaka, na hivyo kudhoofisha msongamano wa mnyororo wa Masi. Virekebishaji vya mtiririko wa poliethilini ya molekuli ya juu-jamaa kwa kawaida hutumia kanuni hii ili kuboresha umiminiko wa poliethilini [7].

Inaweza pia kupatikana kutoka kwa Jedwali la 5 kwamba nguvu ya mvutano na urefu wakati wa mapumziko ya mipako ya poda ya polyethilini iliyochanganywa huongezeka hatua kwa hatua na ongezeko la kiasi cha nyongeza cha PE-D, kuonyesha kwamba utangamano kati ya aina mbili tofauti za polyethilini ni nzuri. Hii ni hasa kwa sababu maadili ya enthalpy na entropy ya PE-B na PE-D yanafanana, kwa hiyo hakuna kimsingi mabadiliko katika nishati ya bure ya mchanganyiko, na utangamano kati ya aina mbili za polyethilini ni ya juu. Ikilinganishwa na Mpango wa 1, Mpango wa 6 una ongezeko kubwa la nguvu, urefu wakati wa mapumziko huongezeka kwa mara 2, na ugumu wa mipako unaboreshwa kwa kiasi kikubwa. Ingawa uimara wa upakaji na ukakamavu umeboreshwa kwa kiasi kikubwa na ongezeko la kiasi cha nyongeza cha PE-D, kiwango cha uboreshaji ni cha chini sana kuliko kiwango cha kupungua kwa kiwango cha mtiririko wa kuyeyuka. Hii ni kwa sababu kuingizwa kwa PE-B hupunguza msongamano wa mnyororo wa molekuli wa PE-D, na kufanya mtiririko wa mnyororo wa molekuli uwezekano wa kutokea wakati wa mchakato wa kunyoosha, wakati athari ya kukata nywele inadhoofika.

Kwa mipako ya polyethilini inayotumiwa kwenye uso wa sanduku la betri, kutolewa kwa dhiki kunakosababishwa na tabia ya muundo wa ndani ya utulivu na mkusanyiko wa mkazo unaoundwa katika maeneo ya kona inaweza kusababisha kupasuka kwa mipako. Kwa hiyo, upinzani wa kupasuka kwa dhiki ni kiwango muhimu cha kupima maisha ya huduma ya mipako. Inaweza kuonekana kutokana na matokeo ya mtihani wa dhiki ya mazingira katika Jedwali la 5 kwamba upinzani wa kupasuka kwa dhiki ya mipako ya poda ya polyethilini ni sawa na ugumu wake, yaani, juu ya ugumu wa mipako, ni bora zaidi ya upinzani wa ngozi ya dhiki. PE-D inaweza kuboresha kwa kiasi kikubwa upinzani wa kupasuka kwa mkazo wa mipako ya poda ya polyethilini iliyochanganywa.

Mipako ya poda ya polyethilini kwa masanduku ya betri inaendelea kuharibiwa na asidi ya betri, kwa hiyo lazima iwe na utendaji bora wa kupambana na kutu. Inaweza kuonekana kutokana na matokeo ya mtihani wa upinzani wa asidi katika Jedwali la 5 kwamba baada ya mipako ya poda ya polyethilini iliyoandaliwa na Mpango wa 1 imefungwa katika suluhisho la asidi, hakuna Bubbles au kufutwa, lakini uvimbe mkali hutokea, na daraja la kujitoa kwa mipako ni 5 tu; ikilinganishwa na Mpango wa 1, mipako iliyoandaliwa na Mpango wa 2 ina uvimbe mdogo baada ya kuharibiwa na ufumbuzi wa asidi, na kushikamana hufikia daraja la 3; mipako ya polyethilini iliyoandaliwa na mipango mingine haina jambo la wazi la kutu, na mshikamano wa mipako unaweza kufikia juu ya daraja la 1. Metallocene PE-D yenyewe ina upinzani bora wa kemikali, hivyo kwa ongezeko la taratibu la kiasi chake cha kuongeza, utendaji wa kupambana na kutu wa mipako huimarishwa hatua kwa hatua.

Kupitia vipimo vya utendaji wa mipako ya poda ya polyethilini yenye fomula tofauti zilizoundwa hapo juu, matokeo yanaonyesha kuwa mipako ya poda ya polyethilini iliyoandaliwa na Mpango wa 3 na Mpango wa 4 sio tu kuwa na maji mengi, lakini pia ina sifa bora za mitambo na utendaji wa kupambana na kutu, ambayo inaweza kukidhi mahitaji ya utendaji wa mipako ya poda kwa masanduku ya betri. Kwa ujumla, kadiri kiwango cha kuyeyuka kwa mipako ya poda ya polyethilini inavyoongezeka, ndivyo utendaji wa kusawazisha unavyoboresha na uso wa mipako unavyokuwa laini. Kiwango cha mtiririko wa kuyeyuka kwa mipako ya poda ya polyethilini inayotumiwa sana ni kubwa kuliko 10 g/(dakika 10), inaweza kukidhi mahitaji ya kusawazisha zaidi. Hata hivyo, viwango vya mtiririko wa kuyeyuka vya Mpango wa 5 na Mpango wa 6 ni wa chini kuliko 10 g/(dakika 10), kwa hivyo haziwezi kukidhi mahitaji ya kusawazisha. Ingawa Mpango wa 1 una kiwango cha juu cha kuyeyuka kwa kiwango cha juu, nguvu na uimara wake ni duni, na hushindwa mtihani wa kustahimili asidi; Mpango wa 2 hauna uboreshaji dhahiri katika mali ya mitambo, na wambiso hupungua baada ya kuzamishwa kwa asidi, hivyo inaweza kutumika kwa hali ambapo mahitaji ya kuonekana kwa mipako ya juu yanahitajika, lakini mali ya chini ya mitambo na mahitaji ya utendaji wa kupambana na kutu yanahitajika.

Hitimisho la 4

Katika utafiti huu, kwa kuchanganya na kutumia polyethilini yenye mali tofauti, mipango tofauti ya mipako ya poda ya polyethilini iliyobadilishwa iliundwa, na utendaji wa mipango tofauti ulijaribiwa. Matokeo yanaonyesha kuwa mipako ya poda ya polyethilini iliyoundwa kulingana na Mpango wa 3 na Mpango wa 4 hauwezi tu kukidhi mahitaji ya kusawazisha uso wa mipako ya kinga ya sanduku la betri, lakini pia kuwa na sifa nzuri za mitambo na utendaji wa kupambana na kutu. Matokeo ya utafiti yana jukumu muhimu katika ulinzi wa kuzuia kutu ya masanduku ya betri, na mawazo ya utafiti yana umuhimu muhimu wa mwongozo kwa muundo wa urekebishaji wa mipako ya poda ya polyethilini.

Marejeo

[1] Ji Y. Soko la ndani la mipako ya unga hukua haraka [J]. Taarifa za Sekta ya Vifaa vya Ujenzi, 2003(10): 17.

[2] Li Z R. Uchambuzi mfupi wa hali mbaya na hatua za kukabiliana na maendeleo ya gari jipya la nishati [J]. Ulimwengu wa Magari, 2020(4): 1.

[3] Lu J Q. Teknolojia ya kuzuia kutu ya masanduku ya betri za viwandani [J]. Teknolojia ya Ujenzi wa Meli, 2001(4): 27-28.

[4] Yu GL, Wang ZH, Wang XK, et al. Maendeleo ya hivi karibuni ya utafiti wa mipako mpya [J]. Mipako na Ulinzi, 2019, 40(10): 49-52.

[5] Liu CQ, Cai Y M. Utafiti juu ya mipako ya poda ya polyethilini ya ubora wa juu [J]. Teknolojia ya Mipako, 1993 (2): 4-7.

[6] Liao HY, Tao G L. Nguvu ya athari na kasi ya kuyeyuka ya michanganyiko ya polyethilini yenye msongamano wa juu [J]. Sayansi na Uhandisi wa Nyenzo za Polima, 2013, 29(7): 72-75, 79.

[7] Wang S, Wang QZ, Chen Y, et al. Maendeleo ya utafiti katika urekebishaji wa umiminiko wa vibebeaji vya polyethilini yenye uzito wa juu zaidi wa molekuli [J]. Maombi ya Plastiki ya Uhandisi, 2014(10): 113-117.

Kuhusiana Posts:

Poda ya Thermoplastic kwa Sanduku za Betri