Как приготовить полимерный раствор

Способ приготовления растворов полимеров

Изобретение относится к технологии растворения полимеров и может быть использовано в производстве лаков, покрытий, мембран и т.п. Изобретение позволяет повысить стабильность растворов в 10 раз и исключить деструкцию полимера при растворении за счет предварительной обработки растворителя в течение 1-10 с ультразвуком мощностью 10-50 Вт/см 2 и частотой 22 или 44 кГц, введения порошка термопласта в процессе УЗ обработки, которую прекращают через 10-300 с после введения полимера. 1 табл.

РЕСПУБЛИК (51) 4 С 08 3 3/28

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4216485/23 — 05 (22) 24.03.87 (46) 07.04.89.Бюл. Ф 13 (7 1) Институт химии Башкирского фили ала АН СССР (72) Ю.А.Сангалов, С.Р.Рафиков, Ю.Я.Нелькенбаум, И,К.Прокофьев, А.И.Ильясова, Н.М.Ишмуратова и Л.В.Кравченко (53) 541.64(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

K — 133464, кл. В 01 f 11/02, 1960..

Бергман Л. Ультразвук и его применение в науке и технике. N.

1 Изобретение относится к технологии растворения полимеров и может применяться в производстве лаков, пленочных покрытий, мембран и т,д.

Цель изобретения — увеличение стабильности раствора и предотвращения деструкции полимера.

Пример 1. 4Е-ный раствор поливинилхлорида в циклогексаноне по лучают следующим образом.

В химический стакан емкостью

100 мл, содержащий 50 мл циклогексанона (при 20 С), вводят конец экспоненциального излучателя (S=2 см ) и включают ультразвуковой дисперга-. тор УЗДН-2Т. Рабочая частота 22 кГц,,интенсивность 100 Вт. Через 5 с засыпают навеску 2 r порошка поливинилхлорида (ПВХ) марки С-70 с размерами частиц 100-300 мкм. Через

2 и частотой 22 или 44 Гц. введения порошка термопласта в процессе УЗ обработки, которую прекращают через

10-300 с после введения полимера.

1 табл. ра когда мутный раствор становится прозрачным, выключают диспергатор.

Переосаждают раствор ПВХ в 200 мл

С Н ОН, фильтруют, промывают спиртом и ацетоном и сушат под вакуумом при @

50 С до постоянного веса. Среднюю молекулярную массу поливинилхлорида (., ) определяют на основании измерения вяз. — кости раствора в циклогексаноне при

25 С. Средняя мол.масса исходного

ПВХ 176000, а после озвучивания

По данным ИК-, УФ-спектроскопии спектр ПВХ после озвучивания идентичен исходному. Раствор сохраняет свою гомогенность, по крайней мере, в течение 60 сут, после чего структурируется.

Пример 2. Раствор поливинилхлорида получают по примеру 1, но при частоте 44 кГц.

Пример 3. Растворение поливинилхлорида проводят по примеру 1, но порошок ПВХ вводят после 10 с озвучивания растворителя и при концентрации полимера I r на 100 мл

5 растворителя. Время приготовления раствора 10 с. Начальная средняя мол. масса 176000, после озвучивания также 176000. При использовании 10 г по- 10 лимера (на 100 мл растворителя) время растворения составляет 35 с,Молекулярная масса полимера после приготовления раствора также не изменяется. Структура ПВХ по данным спект-. рального анализа не изменена. Раствор стабилен 80 сут.

Пример 4. Растворение ПВХ проводят по примеру 3, но при частоте 44 кГц и интенсивности 25 Вт/см

Полное растворение порошка полимера наблюдают через 30 с УЗ-воздействия после введения ПВХ в растворитель.

Раствор стабилен 75 сут.

П р и и е р 5. Раствор ПВХ получа- 25 ют по примеру 1, но интенсивность ультразвука составляет 10 Вт/см, а время предварительной обработки растворителя 1 с. Полное растворение полимера происходит за 300 с

Й, = 175000. Раствор стабилен 61 сут.

Пример 6. Растворение и выделение полимера проводят по примеру 1, но после 1 с озвучивания растворителя вводят порошок ПВХ марки

С-50 с мол. массой 60 10 и размеъ „ 35 ром частиц 200-500 мкм. Время озвучивания системы полимер-растворитель 32 с. После выделения полимера из раствора его мол. масса равна

59,8 10 . Раствор стабилен в течение.

П р и и е р 7. Растворение и выде ление полимера ПВХ марки С 55 (мол. масса 79 10 — ) провоцят по примеру 1, но в 1 2-дихлорэтане и при концентрации 50 г ПВХ в 500 мл растворителя.

Бремя озвучивания системы полимеррастворитель 300 с. Выделенный

ПВХ имеет мол. массу 79 10 . Раствор

50 стабилен 60 сут.

Пример 8. Растворение и вы-» деление полимера ПВХ марки 0=55 проводят по примеру 5, но в качестве растворителя используют хлороформ, концентрация ПВХ 20 г/л, а время

УЗ-обработки растворителя 10 с.Растворение полимера проходит за 200 с.

>э.-твор cò÷áèíåí 65 сут.

Пример 9. Приготовляют раствор поливинилового спирта (ПВС) по примеру 3. Используют порошок ПВС с размером частиц 4-3 мкм и мол.массой 47000, в качестве растворителя используют воду. Время приготовления раствора 12 с. Выделенный и высушенный под вакуумом ПВС имеет мол.массу 46800. Раствор стабилен 85 сут.

Пример 10. Приготовляют раствор поливинилацетата (ПВА) по примеру 9. Используют частично опыленный поливинилацетат, содержащий 13,2Х ацетатных групп и имеющий мол.массу 72 .10 . Время приготовления раст3 вора 20 с. Выделенный сополимер имеет мол.массу 72 10 . Раствор стабиз лен 90 сут

Пример 11. Растворение и выделение полимера проводят по примеру 1, но в качестве полимера используют порошок пентапласта марки А с мол. массой 210000. Время приготовления раствора 95 с. Выделенный из раствора пентапласт имеет мол.массу 220000. При использовании пентапласта в количестве 8 г на 100 мл циклогексанона время приготовления раствора составляет 105 с, а молекулярная масса полимера после растворения 205000. Структура пентапласта после приготовления более концентрированного раствора также не изменяется, Раствор стабилен в течение

Пример 12. В колбу, содержащую 50 мл циклогексанона, засыпают

2 г ПВХ марки С-70 с размером частиц .100-300мкм. Затем помещают в данную сйстему конец экспоненциальи ного излучателя (8=2 см ) и проводят

УЗ-облучение (22 кГц, интенсивность

50 Вт/см, ультразвуковой дисперга1 тор УЗДН-2Т). Сразу же после включения ультразвука порошок на дне сосу, да покрывается прозрачной корочкой, препятствующей быстрому растворению полимера. УЗ-облучение проводят до полного растворения порошка полимера в течение 25-30 с. Средняя молекулярная масса ПВХ уменьшается на 507 по сравнению с исходной (исходная

176000, после озвучивания 92000).

По данным УФ-спектроскопии в полимере после многократного переосажде-. ния из раствора обнаружены ароматические фрагменты — результат взаимодействия концевых радикалов с цикло1470744 гексаноном. Структурирование раствора ПВХ происходит через 5-7 сут хранения.

Режимы приготовления и стабильность свойств растворов полимеров приведены в таблице.

Молекулярная масса полимера до/после приготовления раствора

Концентрация растsopa, г/на

100 мл растворителя

УЗобта, кГц раствора полимера при хранении, сут ность, Вт/см работ- . систему поки растворл-, теля, лимерраствори1 ПВХ

Источник

Полимербетон – что это такое и как сделать своими руками: Состав смеси + Фото и Видео

Полимербетон – что это такое? Пошагово делаем смесь своими руками. Полимербетон (еще – литьевой камень) представляет собой материал, который прекрасно соединил в себе красоту и прочность натурального камня с приемлемой ценой (что доступно благодаря недорогим добавкам минералов) и легкостью изготовления.

При создании вы можете использовать практически любой вид заполнителя (стекло, мраморная/гранитная крошка, песок), что дает гарантию на получение интереснейших изделий из полимербетона.

Благодаря тому, что в составе есть связующий полимер, камень долговечен, имеет стойкость к морозам, воде и перегреву. Далее мы предлагаем рассмотреть стандартные технологические процессы по изготовлению полимербетона, а также как сделать полимербетон своими руками.

Технология создания

Что понадобится?

Для создания данного вида продукта нам нужен:

• Наполнитель крупной фракции (щебень, измельченное крупное стекло, песок).
• Заполнитель меньшей фракции тонкого помола, что позволит уменьшить стоимость. Это может быть порошок из андезита, графита или кварца.
• Связующее – всего 5% от общего объема. Обычно это полимерные смолы, к примеру, эпоксидная, карбамидоформальдегидная, полиэфирная (ненасыщенная), фурановая.
• Пластификатор, отвердитель, краситель, модифицирующие добавки.
• Смазка для форм и разделения, а также гелькоут для покрытия с внешней стороны.

Способы создания

1. Как правило, непрерывная технология используется только на крупномасштабных производствах. При этом для слаженного руда и организации единой цепочки используют дозаторы, литьевые машины и смесители автоматического типа.
2. При периодическом изготовлении после каждого законченного цикла емкости, которые используют, следует постоянно отмывать. Но есть и плюсы – сделать полимербетон можно даже в бетономешалке или ведре.

Процесс

Для создания литьевого камня вам нужна будет форма, которая обильно смазана специальной разделительной смазкой (в противном случае вы не сможете вынуть готовое изделие). Обычно используют форму из пластика, металла, силикона, а иногда и из ДСП (при скромном бюджете).

• Наносим слой гелькоута нужного оттенка на разделительную пасту.
• Далее в форму закладываем композиционную смесь, которая состоит из вышеописанных элементов, которые следует заранее хорошо смешать в бетономешалке. На большом производстве, где объемы смесей намного больше, в форму смесь закладывает специальный бетоноукладчик. Если предполагается создание небольшого изделия из полимербетона, а процесс периодический, это действие выполняют вручную.
• Далее нужно, чтобы смесь, которую уложили в форму, была подвержена виброуплотнению. Эта процедура длится не более двух минут. Для этого на заводе оборудуют резонансную площадку, а на малых производствах используют вибростол.

Важно, что при производстве на заводе в некоторых случаях проводят термообработку для того, чтобы деталь затвердела быстрее. Но обычно процесс затвердевания завершается естественным путем.

А теперь давайте рассмотрим, какое требуется оборудование.

Оборудование для создания полимербетона

Нюансы выбора и стоимость

Для тех, кто решил сразу же стать магнатом полимербетона и замахнулся на непрерывную технологию, следует организовывать крупное производство, а значит, появляется необходимость в специальном конвейерном оборудовании. Оно включает в себя автоматы для литья, смешивания, доводки, дозировки, а еще механизированный склад. Так как приобретение «полного» комплекта обойдет в несколько миллионов долларов, можно для начала купить лишь основные элементы «под ключ», благодаря чему начальные затраты будут уменьшены до 50-ти тысяч долларов.

Но даже такая сумма может стать неподъемной для начинающего бизнесмена во время кризиса. Но есть хорошая новость – вы можете обойтись даже меньшими затратами, если купите необходимый минимум оборудования по отдельности. Некоторые элементы вы можете сделать сами, и далее мы рассмотрим, как потратить меньше, а получить больше.

Техника и приспособления

Итак, это список того, без чего вы точно не сможете обойтись:

1. Вибростол – готовое изделие стоит около 28-ми тысяч рублей. При желании сэкономить вы можете самостоятельно сварить стол: для этого используйте двухмиллиметровые металлические уголки. К готовому столу остается лишь приварить вибратор промышленного вида и стол готов!
2. Мешалка — функцией прибора является соединять все составляющие в однородную смесь. Для покупки вакуумного прибора с высокой мощностью и европейским качеством придется потратить около 10-ти тысяч долларов. Но вы можете легко заменить ее на отечественное оборудование или строительный миксер. Это будет куда дешевле, даже если выбирать очень мощный инструмент. Бюджетный вариант – использовать железную бочку и электропривод с редуктором для создания смесителя.
3. Компрессорная система, оснащенная пистолетом. Без этой системы вы не сможете наносить гелькоут в форму. Пистолет относительно недорогой по сравнению с остальным оборудованием – до 100-та долларов. А вот компрессор можно использовать и от автомобиля – 2 ЗИЛловских компрессора будет более, чем достаточно. Создаем параллельное соединение и прикрепляем к металлическим площадкам, которые установлены на прочную раму.
4. Формы, могут быть из стеклопластика или силикона, но они не очень распространены в широкой продаже. При необходимости их можно заказать под нужные вам изделия в специализирующихся фирмах, а можно сделать и самому с дешевого аналога – ДСП с эффектом ламинации.
5. Вытяжка – нужна в обязательном порядке, так как при литье в воздухе будут вредные испарения. Не стоит забывать и о дополнительной защите – перчатках и респираторах.
6. Электрические инструменты нужны для отделочных работ, а именно полировочная и шлифовальная машинка, а также болгарка, дрель, фрезе, лобзик.

Как видите, технология полимербетона и создание условий для изготовления не такие уж и затратные, если вы можете подготовить оборудование собственноручно.

Атмосферное загрязнение от производства полимербетона

Как мы упомянули ранее, при литье образуются вредные для человеческого организма испарения. Обычно это стирол, который есть в смолах. Без смол в этом типе производства не обойтись – они используются как связующее. Как только герметичная емкость со смолами открыта, ядовитые испарения уже начинают отравлять здоровье. Помимо этого, представляет опасность и отвердитель (зачастую это метилэтилкетоновый пероксид). Но он не летучий и чтобы защититься от него, нужны лишь резиновые перчатки для рук.

Обратите внимание, что именно эти факторы обязывают производителя оборудовать литейное помещение крайне тщательно, проектируя его как герметичный блок, а также не забывать об установке мощной вытяжки и покупке респираторов. При соблюдении этих мер воздух будет очищаться, и выбросов в атмосферу не будет.

Технология производства полимербетона своими руками

А теперь мы поговорим о том, как делать изделия самостоятельно при минимальных затратах. Это могут быть и цветочные горшки, подоконники, столешницы (они достаточно популярны, так как теплее гранитных и мраморных).

Выбираем помещение

Для начала следует задуматься о подходящем помещении – приблизительно у вас должно быть в распоряжении примерно 80 м 2 . В идеале это будет домик на отшибе. От этой площади сразу же выделяем 12 м 2 для литейки, при этом придется потрудиться, чтобы добиться полной герметизации. В центре комнаты ставим стол на раме из уголков, столешница будет из ДСП.

На поверхность стол следует выставить по уровню – это очень важно! Над столом у нас должно уютно располагаться вытяжка. Для освещения используйте лампу дневного света. В соседнем помещении нам нужен будет еще один стол для отделки и других типов работ. Рядом следует разместить инструменты и емкости для сушки песка и мела (для этого подойдут низкие металлические короба).

Сырье для производства

Нам потребуется:

• Песок кварцевый, речной (фасовка по 20 кг/мешок). Следует хорошо просушить.
• Просеянный мел – тоже хорошо просушите.
• Полиэфирная смола – продается в ведрах по 20 литров.
• Гелькоут, отвердитель, разделительная паста.

Изготовление

1. Для начала вам нужно будет приобрести пластиковое ведро для смешивания компонентов, перфоратор хотя бы на 0,45 кВт и строительный миксер (к миксеру подсоединим перфоратор, далее привариваем сверло для перфорирования и получается импровизированный смеситель).
2. Форму изготовим из древесных ламинированных плит, она должны быть разборной. Приобретите кисть, чтобы было удобно наносить разделительную пасту на поверхность. Растирать пасту удобно капроновыми изделиями.
3. Гелькоут следует разбавить смолой (примерно 10% от общего объема) и наносить его нужно флейцевой кистью. Эту процедуру следует провести дважды. Следите, чтобы волоски с кисти не прилипали.
4. В чистом ведерке смешайте отвердитель и смолу, после чего добавьте 15% мела и порцион песок. У вас должна быть вязкая масса. Для удаления воздуха иногда постукивайте ведерком по полу.
5. Когда все готово, раствор залейте в форму. Далее следует разгладить поверхность – для этого следует взять форму вдвоем (на форме должны быть ручки) и постучите ею по полу. Далее смесь следует оставить на 40 минут, и в это время не находиться в литейке.
6. Когда раствор застынет до состояния «резиновый» — что можно определить по горячей поверхности и определенному звуку при простукивании – выньте изделие (для этого просто разберите форму) и переверните заливочной стороной книзу. После этого дождитесь полного затвердевания, а далее отшлифуйте и отполируйте поверхности.

ТБ: при взвешивании смолы, а также работе с ней, гелькоутом и залитой смесь, следует работать только в респираторе и под вытяжкой. Для добавления отвердителя используйте шприц, и не снимайте резиновые перчатки.

Источник