Полипропилен армированный: Технологичный материал для современных систем отопления — армированный полипропилен

Какой полипропилен лучше? Секреты выбора трубы для дома

Когда вы приходите в магазин за полипропиленовой трубой то глаза разбегаются не только от ассортимента и цвета, но и возникает один из главных вопросов: «Какой полипропилен  дучще выбрать? С армированием или без?». Разбираемся ниже

Что из себя представляет полипропилен?

Полипропилен — это такой материал, который по своей природе подвержен значительному удлинению и расширению во время нагрева.

Пример:

Система горячего водоснабжения, длинной 10 м, смонтирована при температуре 20⁰С, а по трубе пройдет вода с температурой 100⁰С. При такой разнице температур каждый метр трубы может удлиниться на 12 мм, соответственно при длине трубы в 10 м, труба растянется на 12 см.

Именно поэтому во время проектирования и установки систем отопления или горячего водоснабжения данное свойство полипропилена нельзя оставить без внимания по ряду причин:

• прямая труба пойдет некрасивыми волнами. Особенно если будет длинный участок;
• Если трубы спрятали в стену, то велика вероятность нарушения декоративных покрытий на стене.

Армирование полипропиленовых труб сделано как раз для того, чтобы сократить линейное расширение при нагреве. При этом образуется что-то вроде жесткого каркаса, который не дает трубе удлиняться. При этом армированная труба не становится крепче, каркас служит лишь для того, что б сократить линейное удлинение. Стоит ли выбирать такой вид полипропилена? Читаем дальше про виды армировки.

Алюминий с внешней стороны трубы

Труба с алюминиевой армировкой

Алюминиевый слой не придает прочности трубе, так как в отличии от металлопластиковых труб для армирования полипропилена используется алюминиевая фольга толщиной от 0,1 до 0,5 мм. Но в тоже время прекрасно решает проблему линейного удлинения. Как говорилось выше, если без армирования 1 м полипропиленовой трубы при нагреве удлиниться почти на 12 мм, то в тех же условия при армировании алюминием с внешней стороны труба изменит свою длину лишь на 2 мм.

Алюминиевая фольга с полипропиленом соединяется с помощью специального клея. Армирование алюминием с внешней стороны происходит в такой последовательности:

Полипропиленовая труба – слой клея – алюминиевая фольга – слой клея – слой полипропилена.

Качество клеевого соединения и самого полипропилена влияют на долговечность и срок службы такой трубы.

Достоинства армирования алюминием с внешней стороны:

• Значительно сокращается линейное удлинение полипропиленовой трубы.

Недостатки армирования алюминием с внешней стороны:

• Со временем на некоторых участка трубы могут образовываться вздутия.

Внешне кажется, что трубу в скором времени прорвет, но на самом деле это не так. Вздувается лишь внешний тонкий слой полипропилена, которым покрывается алюминиевая фольга.

Производители полипропиленовых труб допускают такие вздутия, так как это не влияет на прочность самой трубы. Основной толстый слой полипропилена остается не поврежденным. Вздутия могут образовываться из-за остаточной влаги во время производства. Этого недостатка бояться не стоит, система продолжит исправную работу и дальше не смотря на непрезентабельный вид.

• Внешний слой необходимо зачищать перед сваркой так как внешний диаметр полипропиленовой трубы с алюминиевым армированием больше обычного.

Алюминий с внутренней стороны трубы

Такой метод армирования полипропиленовой трубы является одним из решений по устранению внешних вздутий. Хотя при таком методе все равно есть потенциальный риск возникновения вздутия слоев, с разницей только в том, что этого не будет видно пользователю. С такими небольшими вздутиями система продолжит работать и дальше.

Достоинства армирования алюминием с внутренней стороны:

• Слой полипропилена между армировками довольно большой и ему гораздо тяжелее вздуться.

Недостатки армирования алюминием с внутренней стороны:

• Возможное схлопывание слабых участков полипропиленовой трубы внутрь если допустить ошибку во время проектирования или эксплуатации системы. что повлечет за собой нарушение работы и возможно целостности системы.

Полипропилен со стекловолокном

Наиболее популярными армирующим слоем на данный момент является стекловолокно. Выбирая полипропилен со стекловолокном вы увидите, что внутри и снаружи такой трубы полипропилен, а центральным слоем является стекловолокно. Однако все три слоя представляют собой единое целое, так как центральный слой стекловолокна изготавливается на основе полипропилена замешанного с волокнами стекла. Линейное удлинение таких труб немного больше чем при армировании алюминиевой фольгой и составляет около 2,5 мм при длине трубы в 1 м.

Полипропилен с базальтовым стекловолокном

Полипропиленовые трубы с армированием из базальтового волокна — это новейший тип труб четвертого поколения. Выбирая такой полипропилен, имейте в виду, что линейное удлинение таких труб такое же, как и при армировании стекловолокном. Однако данный тип армирования имеет ряд существенных преимуществ:

• Высокая термостойкость и устойчивость к перепадам давлений.
• Высокая прочность трубы.
• Такая труба имеет большее внутренне-проходное сечение и соответственно меньшую толщину стенки.

Нет особой разницы какую полипропиленовую трубу вы выберете, армированную стекловолокном или базальтом, на характеристики это никак не влияет. Разница только в технологии изготовления. Существует много компаний, которые производят полипропиленовые трубы с одинаковыми рабочими характеристиками, но разной армировкой.

Так все-таки какой полипропилен лучше?

Трубы без армирования алюминиевой фольгой гораздо проще монтируются. Такие трубы не нуждаются в предварительной обработке перед сваркой, не вдуваются и не схлопываются. Тогда возникает вопрос, почему имея ряд существенных недостатков данный вид армирования до сих пор используется? На самом деле существует такое понятие как «кислородопроницаемость». Воздух, который проникает через стенки трубы, попадает в теплоноситель. Воздух в системе отопления может ей навредить, так как возрастает шанс появления корозии. Полипропиленовые трубы, армированные сплошным слоем алюминиевой фольги полностью не проницаемые для кислорода. Труба, армированная перфорированным алюминием, пропускает кислород, однако не в таких объемах как труба без армировки вовсе.

Сейчас в качестве кислородного барьера стали применять трубы со слоем из этиленвинилового спирта с внешней стороны трубы, что препятствует проникновению кислорода в теплоноситель. Можно сделать вывод, что в скором времени трубы с армированием алюминиевой фольгой просто перестанут производить. Потому как существуют другие виды армирования, которые не имеют таких же недостатков как этот.

Выводы:

1. Армировка нужна для компенсации линейного удлинения при нагреве.
2. Армировка существует из алюминия в виде сплошной фольги снаружи трубы и внутри. Перфорированный алюминий – снаружи.
3. Армированная труба стекловолокном или базальтом заменяет алюминиевую армировку в системах водоснабжения. Дополнительны антидиффузионный слой делает ее пригодной для монтажа в системах отопления.

Какой полипропилен лучше использовать?

Опираясь на полученную информацию, вы можете четко представить для чего и какое армирование необходимо. В каждом конкретном случае определить наиболее выгодный для себя вариант. Где-то можно приобрести полипропиленовые трубы с алюминиевым армированием для компенсации проникновения кислорода. Для быстрого монтажа системы выбрать полипропилен базальтовый или армировкой из стекловолокна, если речь идет не об системах отопления.

Читайте так же:

Полипропиленовые трубы армированные стекловолокном для отопления

Когда необходимо создать горячее водоснабжение, очень часто возникает желание заменить дорогие медные трубы аналогичными изделиями, но более дешевыми. Для такой цели идеально подходят полипропиленовые трубы.

Обыкновенные полипропиленовые конструкции отличаются большим количеством недостатков. Поэтому были разработаны ПП трубы, армированные стекловолокном.

Положительные свойства полипропилена для применения в отопительных системах

Выбирая трубы, необходимо всегда помнить, что оптимизация свойств материала происходит за счет его многослойной структуры.

Поэтому полимерный материал способен выдержать очень большую температуру без линейного расширения. Неармированные полимерные трубопроводы такими свойствами не обладают.

Основными преимуществами пропилена считаются:

• простота монтажных работ;
• небольшая масса;
• легкая транспортировка;
• быстрая установка;
• экологичность;
• отсутствие вибрации;
• бесшумная работа;
• отсутствуют гидравлические потери;
• отличный изолятор, не пропускает блуждающий ток;
• срок эксплуатации превышает 50 лет;
• сварочные соединения намного прочнее цанговых;
• высокая экономичность за счет минимальных теплопотерь;
• не деформируются при больших механических нагрузках;
• невысокая стоимость;
• красивый внешний вид;
• не требуют специального окрашивания.

Область применения

Даже хорошо зная все положительные качества полипропиленовых труб, их выбор всегда производится индивидуально с учетом всех нюансов определенного объекта.

Когда температура теплоносителя меняет свой показатель, свойства полипропилена могут тоже измениться. Для каждого вида труб существуют предельные параметры, которые маркируются на внешней поверхности.

Почти для всех современных отопительных систем идеально подходят полипропиленовые изделия, способные выдержать нагрев теплоносителя до 95 градусов.

Такое предельное значение нагрева включает в себя определенный запас, если произойдет кратковременный нагрев до 110 градусов, система сохранит свою целостность, ее характеристики останутся неизменными.

Размягчение полимера начинается при температуре более 140 градусов, а его плавление наблюдается после 175 градусов.

Изделия из полипропилена не устанавливаются в централизованных коммуникациях, если в районах их местонахождения наблюдаются сильные морозы. Чтобы поддержать тепло, приходится нагревать теплоноситель выше температуры кипения.

Если отопительная система работает в автономном режиме и имеет датчик контроля температуры нагрева теплоносителя, лучшим выбором могут стать полипропиленовые изделия.

Они великолепно подходят для создания «теплого пола» или обычного обогрева помещения.

Что лучше выбрать: изделие, армированное алюминием или стекловолокном

Чтобы увеличить прочность ПП труб, применяется несколько видов армирования:

• стекловолокном;
• алюминием.

Для армирования применяется алюминиевый лист с перфорацией. Им покрывают изделие снаружи или вставляют в середину для разделения имеющихся слоев полипропилена.

Стекловолоконный слой всегда находится внутри и разделяет слои полипропилена.

Благодаря алюминиевому армированию трубы полипропиленовые армированные для отопления получают дополнительные свойства. Они способны выдержать большое внутреннее давление. При монтаже отопительной системы, если неизвестна величина будущего давления, лучше воспользоваться материалами, имеющими алюминиевый каркас.

Полипропиленовые трубы, армированные алюминием типа «PPR-AL-PPR», имеют несколько положительных качеств:

• большую жесткость;
• способны выдержать очень высокое давление;
• не деформируются.

Значение диаметра трубы влияет на толщину алюминиевого слоя. Он колеблется в пределах 0,1 — 0,5 мм.

Соединение полипропилена с алюминиевой фольгой осуществляется специальным клеем. Трубы могут начать расслаиваться, если клеевой состав был низкого качества. ПП изделия, армированные алюминием, полученные с соблюдением всех технологических требований, остаются герметичными долгое время.

При монтаже ПП изделий, армированных алюминием, требуется выполнить несколько дополнительных операций. Прежде чем начать пайку, необходимо хорошо зачистить алюминиевый слой.

Если этого не сделать, трубопровод быстро выйдет из строя. Во время пайки пластик и алюминиевая фольга начнут расслаиваться. Электрохимические процессы начнут разрушать алюминий, что недопустимо.

ПП изделия, армированные стекловолокном, отличаются одной важной особенностью. Состав армирующего слоя, а также его свойства, точно такие же, как и у основного материала.

Когда полипропилен со стекловолокном сваривается с фитингом, образуется очень прочный сплав, который никогда не будет расслаиваться. Такие изделия являются универсальными и очень прочными. Они рассчитаны на длительную эксплуатацию.

На что обратить внимание при выборе полипропиленовых труб

Основными критериями выбора таких изделий должны быть их технические характеристики.

Рабочее давление

Маркируется на внешней поверхности в виде надписи «PN». Величина давления подбирается в соответствии с индивидуальными особенностями отопительной системы. Если будут наблюдаться постоянные гидроудары или нужно будет часто спрессовывать систему трубопроводов, оптимальным будет полипропиленовое изделие «PN20».

Если в отопительной системе нагрев теплоносителя будет превышать 70 градусов, более подходящими будут трубы «PN25», армированные стекловолокном. Когда применяется автономное отопление, обычно давление не превышает 10 атмосфер. Чтобы смонтировать такую отопительную систему, можно воспользоваться полипропиленовыми трубопроводами «PN20», имеющие цельное алюминиевое армирование.

Теплоноситель и его нормальная температура

В зависимости от установленной системы отопления подбираются соответствующие полипропиленовые трубы. Так как в «теплом полу» температура теплоносителя не превышает 40 градусов, можно устанавливать изделия, имеющие любое армирование. Можно воспользоваться изделиями из моносостава.

Там, где установлены радиаторы, а нагрев теплоносителя достигает 85 градусов, можно смело устанавливать полипропиленовые трубы с любым видом армирования.

Диаметр трубопровода

Этот параметр очень важен для нормальной работы системы отопления. Он должен полностью удовлетворять требования системы. Внутреннее отверстие трубы должно свободно пропускать соответствующий поток теплоносителя за определенное время.

В очень больших помещениях, например, гостиницах, монтируются трубы, диаметр которых превышает 200 мм.

В индивидуальных постройках достаточно установить ПП трубы сечением 20-32 мм. Они легко монтируются с образованием нужного изгиба.

ПП трубы для отопления армированные часто устанавливают в системах горячего водоснабжения. Прекрасно выдерживает большую температуру полипропилен с сечением 20 мм. Стояки изготавливаются из полипропиленовых изделий диаметром 25-32 мм.

При подключении к центральному отоплению применяются 25 мм ПП трубы.

Для нормального функционирования теплого пола монтируют 16 мм изделия.

Сборная автономная отапливающая система монтируется из труб разного диаметра.

Описанные выше советы необходимо брать за основу, и прежде, чем покупать и устанавливать ПП трубы отопления, нужно учесть индивидуальные особенности объекта, а иногда даже особенности отдельных участков системы.

К примеру, когда делается монтаж отопления однотрубной системы, подключение радиаторов выполняется последовательно. Чтобы смонтировать подобное кольцо, нужно воспользоваться трубами с диаметром 32-40 мм. Дополнительные отводы к радиаторам делаются из диаметра менее 26 мм.

Если установлена двухтрубная система, то отопление осуществляется совсем по другому принципу. Линия подачи совместно с обраткой уменьшает давление в трубопроводе. Поэтому можно установить трубы с диаметром менее 30 мм.

Как монтируются ПП трубы, армированные стекловолокном

Такая работа аналогична соединению цельных пропиленовых изделий. Установка ПП труб с армированием из стекловолокна не отличается от соединения цельных изделий из полипропилена. Монтаж таких конструкций подразделяется на несколько видов:

1. С резьбовыми фитингами.
2. Холодной сваркой.
3. Диффузной сваркой.

Если используются резьбовые фитинги, выполняется круговое обжимание монтажной гайки. Полипропиленовая труба надевается сверху на штуцер и сильно прижимается. Получается очень надежное и плотное соединение. Такой вариант можно использовать даже при создании напорного трубопровода. Сложности могут возникнуть только при давлении на фитинг. При очень большом усилии возможно разрушение гайки.

При использовании холодной сварки применяется специальный клей. Но такое соединение нельзя назвать очень надежным. Стык может потечь. Поэтому чтобы такого не происходило, используют полипропиленовые муфты, внутренняя поверхность которых смазывается клеем. Муфту вставляют в трубу и выжидают некоторое время, пока клей хорошо схватится.

Прочность диффузной сварки сравнима с прочностью, создаваемой резьбовым соединением. Недостатком такой технологии является необходимость иметь сварочный аппарат. Подбор температуры для паяльных работ зависит от толщины стенки ПП трубы, а также ее диаметра.

Заключение

Полипропиленовая труба, армированная стекловолокном, считается самым оптимальным вариантом для установки в частном доме индивидуальной отопительной системы. В этих высококачественных и не очень дорогих изделиях практически отсутствуют недостатки, они с успехом заменяют металлические конструкции.

Похожие статьи:

Армированные полипропиленовые трубы: виды, способы мотажа

Автор Монтажник На чтение 4 мин Просмотров 8.7к. Обновлено 05.12.2020

Армированные полипропиленовые трубы. Для чего нужно армировать полипропиленовые трубы? Ответ состоит в том, что полипропилен, как и любой пластик, при нагревании становится гибким, поэтому в системах отопления, при постоянной высокой температуре, чтобы трубы не стали эластичными, не прогнулись и не дали течь, их усиливают армирующим слоем.

В начале истории использования полипропиленовых труб, их армировку производили при помощи алюминиевой фольги, которую располагали в верхнем слое трубы. Такие трубы производятся поэтапно. Первоначально экструзией изготавливают однородную полипропиленовую трубу. Затем в непрерывном процессе твёрдую наружную поверхность трубы плотно охватывают сплошной или перфорированной алюминиевой лентой, кольцевую форму которой придают обкатывающими роликами.

Существуют две технологии сварки алюминиевой ленты на трубе — внахлест и встык. Фиксация краёв ленты относительно друг друга производится ультразвуковой сваркой. Далее полученную трубную конструкцию вновь экструдируют (поверх алюминиевой оболочки наносят новый слой полипропилена).

Армированные полипропиленовые трубы преследует одну из главных целей, заключающуюся в резком снижении температурных удлинений термопластичной трубы, которые у однородных полипропиленовых труб проявляются в значительной мере.

Не случайно разработчики армированных полипропиленовых труб, добившись промышленной реализации такой армированной конструкции, называют её термином «стабильная». Под этим подразумевается малая зависимость изменения первоначальной длины трубы при её нагреве или охлаждении.

Коэффициент линейного теплового расширения α (мм/м С-1) для армированной алюминием PPR трубы α = 0,03.

Исходя из технологии раструбной сварки, при которой наружный диаметр трубы при нормальной температуре должен соответствовать внутреннему диаметру соединительной детали. Поскольку армированная алюминием труба имеет стенку на 2-3 мм толще, по сравнению с обыкновенной трубой, то перед сваркой необходимо удалить часть верхнего защитного слоя и фольги с помощью специального инструмента.

Необходимо это делать из-за того, что при производстве сварочных работ фольга будет мешать правильному нагреву и соединению свариваемых частей.

Армированные полипропиленовые трубы с классической армировкой

Не так давно появился еще один вид трубы с алюминиевой армировкой, в которой армирующий слой находится внутри трубы между внутренним слоем сшитого полиэтилена и верхним слоем полипропилена. Считается, что такую трубу не нужно зачищать перед монтажом.

Но опыт использования таких труб показал, что при неправильной сварке трубы и фитинга, алюминиевый слой может оголиться и начать соприкасаться с теплоносителем. В этом случае гарантированно возникнет протечка трубы примерно через год. Поэтому рекомендуется такие трубы тоже зачищать, отличие только в том, что нужно использовать специальные зачистки, называемые торцевателем. Такой зачистной инструмент вырезает слой армировки с торца трубы.

Армированные полипропиленовые трубы с внутренней армировкой

На следующем этапе развития полипропиленовых труб, для их  армировки была придумана технология армирования при помощи стекловолокна.  Армированные полипропиленовые трубы из стекловолокна состоят из трех слоев, внутренний и наружный слой — это полипропилен марки «Рандом сополимер PPRC», а внутренний промежуточный (армирующий) слой — это смесь стекловолокна и полипропилена. Коэффициент линейного теплового расширения α (мм/м С-1) для трубы армированной стекловолокном α =0,035.

Армированные полипропиленовые трубы стекловолокном не предполагает зачистки. Труба сваривается как обычные не армированные трубы PN20.

Армированные полипропиленовые трубы стекловолокном

Армированные трубы с алюминиевой фольгой производятся двух типов: перфорированные и гладкие. Отличие перфорированной оболочки армированной PPR трубы от гладкой заключается в том, что алюминиевая оболочка имеет частую перфорацию — сетку отверстий малого диаметра.

В процессе экструдирования полипропиленовой трубы, вязкотекучий материал затекает в эти отверстия и тем самым создаёт сцепление полимера и металла. На поверхности труб такого типа остаются заметные на глаз «утяжины», повторяющие структуру применённой перфорации.

Армирование PPR труб кроме температурной стабилизирующей способности несёт и ещё одну важную функцию — создание антидиффузионного барьера, предотвращающего проникновение молекул кислорода через стенку трубы в теплоноситель.

Возможно будет интересно: Отопление в частном доме из полипропиленовых труб своими руками

Полипропиленовые трубы, армированные стекловолокном для отопления

В системах водоснабжения и обогрева помещения, используются специальные коммуникации. Наиболее часто применяются полипропиленовые трубы, армированные стекловолокном для отопления, у которых технические характеристики позволяют использовать их в самых высокотемпературных средах.

Технические характеристики

Полипропилен – это легкоплавкая пластмасса, которая часть используется для монтажа систем водоснабжения и отопления. Главными преимуществами пластиковых труб по отношению к металлическим являются:

1. Низкая масса. Очень удобно монтировать коммуникации своими руками;
2. Прочность. Полипропиленовые трубы известны своей прочностью. Они отлично переносят резкие перепады температур и отличаются гибкостью;
3. На пластмассе не нарастает минеральный осадок.

При этом материал имеет существенные недостатки. Так, например, полипропиленовые трубы размягчаются под воздействием высоких температур. Нормальной температурой работы водопровода является 95 градусов Цельсия, но если температура горячей воды достигнет в системе отопления 140 градусов – то трубопровод может расплавиться. Чтобы этого не произошло, трубы армируют металлом.

Таблица: Технические характеристики труб

Армирование – это способ укрепления коммуникаций. Для этой цели в основном используется алюминий. Армировать трубы можно внутри и в середине. Внутреннее армирование не является панацеей, т. к. при нем все равно существует вероятность образования солевых засоров. Чаще всего пластик укрепляют алюминием посередине.

Фото: Полипропиленовые армированные трубы

Сейчас все более популярными становятся немецкие полипропиленовые трубы ГОСТ Р 52134-2003, армированные стекловолокном (Cyclone, Fazer, чешский Kalde). У них низкий коэффициент растяжимости (Кр= 0,009 мм/м. Т) и более толстые стенки, чем у армированных алюминиевой фольгой. Они подходят как для горячего водоснабжения, так и для отопительных систем (отопление, теплый пол), организации отводов воды и т. д. Они способны выдерживать давление до нескольких атмосфер (как напорные металлические системы) и температуру рабочей среды до 120 градусов (норма – 95).

Видео: как выбрать полипропиленовые трубы. Армированные и не армированные трубы из полипропилена.

Чтобы подобрать нужную трубу, нужно знать, как расшифровывается её наименование. Полипропиленовые трубы, армированные стекловолокном, и их маркировка имеют следующий вид STC (SDR) PN25 или PPR-FB-PPR:

1. PPR-FB-PPR – это определяет местоположения стекловолокна. В данном случае между слоями полипропилена В зависимости от состава полипропилена, наименование может быть также PPRC, PPRCT;
2. При этом труба PN25 (GP-импортные, Fv-Plast) – это толстостенная коммуникация, которая используется для монтажа отопительных систем.

Иногда на маркировке также указывается диаметр трубопровода и толщина стенок. Некоторые производители указывают также дату производства и номер партии.

Монтаж

Сварка армированных стекловолокном полипропиленовых труб для отопления и водоснабжения производится специальными сварочными аппаратами. Пошаговая инструкция, как осуществляется соединение коммуникаций:

1. В состав трубы не входит металл, поэтому при нарезке, части будущей системы водоснабжения зачищать не нужно. Вам необходимо просто отмерить и специальными кусачками отрезать нужные участки трубы. При этом работая с алюминием, отрезки обязательно нужно будет зачистить;
2. После делается фаска для более плотного и герметичного соединения. Для этого Вам понадобится специальное приспособление или станок;
3. Варить трубы нужно только предназначенным для этого инвертором. Перед началом работы их концы очищаются от грязи и пыли, обезжириваются, фиксируются в центраторе для создания геометрической точности и обрабатываются высокими температурами. Каждая марка полипропиленовых труб имеет свою температур для варки, поэтому будьте внимательны – не переварите соединение;
4. После место шва остужается и коммуникация готова к эксплуатации.

Монтаж полипропиленовых труб

При этом для труб низкого давления можно использовать фитинги. Это специальные аксессуары, позволяющие соединять между собой разные виды труб, при этом, не используя термическое воздействие. Предварительно, нужно нарезать резьбе на окончании трубы. Для этого можно использовать или специальный станок, или метчик, в зависимости от типа фитинга и места расположения резьбового соединения.

Виды фитингов

Далее, в трубу вставляется штуцер с уплотнительным кольцом, его нужно защелкнуть. Очень важно при соединении пластиковых и металлических труб установить между разноматериаловыми коммуникациями диэлектрическую прокладку.

Обзор цен

Купить полипропиленовые пластиковые трубы, армированные стекловолокном для отопления, цена на них зависит от того, кто производители и какой диаметр коммуникации. Рейтинг цен по городам, чтобы можно было сравнить, где выгоднее покупать коммуникации:

Сейчас наиболее популярны трубы для дома со стекловолоконным армированием марок Valtec (Чехия), Tebo, Glass, Pilsa, Wefatherm, Весбо, Вефатерм, Fiber. Также по более доступной цене можно купить коммуникации производства Турции, но тогда обязательно проверяйте сертификат качества.

Читайте также:

Полипропиленовые трубы — технические характеристики, виды

Монтаж полипропиленовых труб для отопления и водоснабжения

Канализационные трубы ПВХ: наружные и внутренние

Самоупрочняющийся полипропилен — обзор

Новое поколение стеклопластиковых полипропиленовых компаундов — это беспрецедентный

Asahi Kasei представила Thermylene P11, семейство армированного стекловолокном полипропилена (ПП) нового поколения с беспрецедентной прочностью.С новым материалом ведущий мировой поставщик высокоэффективных термопластов расширяет диапазон характеристик для обычных конструкций из армированного стекловолокном полипропилена и открывает возможности для тонкостенного формования внутренних и внешних автомобильных деталей.

Термилен P11 обеспечивает до 40% улучшение измеренной прочности на разрыв при 80 ° C и 120 ° C по сравнению с обычным полипропиленом со стекловолокном.Термилен P11 GF40% имеет модуль упругости при изгибе 10 000 МПа, предел прочности при растяжении 125 МПа и температуру тепловой деформации 155 ° C.

Семейство химически связанных полипропиленовых компаундов Thermylene P11, доступных в настоящее время с 30%, 40%, 45% и 50% загрузкой стекла, по имеющимся данным, обеспечивает наивысшую прочность на разрыв без ущерба для других характеристик. Он обеспечивает оптимальный баланс свойств и облегчает формование тонких стенок для широкого спектра применений.

Новое семейство компаундов Термилен P11 обеспечивает более высокую прочность на разрыв при повышенной температуре, более высокое сопротивление растяжению при комнатной температуре и улучшенное сопротивление усталости и ползучести по сравнению с предшествующим семейством материалов, Термиленом P10.Тонкостенное формование возможно благодаря потоку расплава Термилена P11 10-25 г / 10 мин, который настраивается специально в соответствии с потребностями заказчика.

«Семейство Thermylene P11 представляет собой поэтапное усовершенствование, которое позволяет европейским автопроизводителям и поставщикам оборудования тонко настраивать необходимую производительность, не беспокоясь о каких-либо компромиссах. Компания Asahi Kasei вызвала большой интерес к новому семейству стеклонаполненных полипропиленовых компаундов, и в настоящее время ведутся исследования материалов ведущих производителей оригинального оборудования и ряда поставщиков », — сказал Вив Апте, менеджер по исследованиям и разработкам полиолефинов в Asahi Kasei.

Asahi Kasei нацеливается на ряд структурных деталей на рынке автомобилей и бытовой техники. В автомобилях для внутренней отделки основные области применения включают дверные модули, центральные консоли, грузовые перекрытия и приборные панели. Автомобильные детали под капотом включают кожухи вентиляторов, поддоны аккумуляторных батарей, передние модули и жалюзи решетки радиатора. В бытовой технике Thermlyene P11 предназначен для компонентов сушилок, подвергающихся воздействию тепла, таких как лотки для ворса.

P11 ПП компаунды также могут обрабатываться при более низкой температуре и более высокой скорости заполнения, что приводит к экономии энергии и времени цикла.Более тонкая толщина стенки может быть достигнута в новых конструкциях благодаря высоким свойствам модуля упругости при растяжении и изгибе. Благодаря высокой текучести материала детали могут быть упакованы более эффективно, что приводит к снижению пористости / пустот.

Полипропилен, армированный термиленом

Термилен ^® представляет собой семейство отмеченных наградами химически связанных полипропиленов, армированных стекловолокном, от Asahi Kasei.Когда технология химического связывания применяется к полипропилену, армированному стекловолокном, можно увидеть значительные улучшения по ряду ключевых физических характеристик. Улучшенные свойства компаунда обеспечивают привлекательный баланс стоимости и производительности по сравнению с обычными инженерными термопластами.

Что такое полипропилен, армированный стекловолокном?

Стекловолокно (GF) является наиболее широко используемым армированием в композитах на основе полипропилена (PP), поскольку оно обеспечивает ценный баланс между стоимостью и свойствами.Полипропиленовые компаунды, армированные стекловолокном, обеспечивают повышенную прочность, структурную жесткость и стабильность размеров в различных областях применения.

Ключевые характеристики армированных стекловолокном полипропиленовых компаундов достигаются за счет эффективности конструкции рецептуры и межфазного соединения полимерных волокон. Продукты Thermylene ^® обеспечивают повышенную долговечность, прочность и жесткость критических компонентов конструкции. Полипропиленовые компаунды, армированные стекловолокном, имеют значительно улучшенный модуль упругости при изгибе и прочность на разрыв благодаря превосходному дизайну и новейшим технологиям производства, применяемым Asahi Kasei.

Критические преимущества длинного армированного стекловолокном полипропилена

Термилен ^® представляет наши армированные волокном полипропиленовые соединения, которые выходят за рамки традиционных товарных продуктов, армированных стекловолокном. Термилен ^® полипропилены, армированные стекловолокном, обладают следующими преимуществами:

• Повышенный модуль упругости
• Простота обработки
• Замена инженерных смол
• Химическая стойкость
• Лучшая экономичность

Превосходная прочность и жесткость

Области применения:

®

• армированный стеклом: Термилен ^® P10 обеспечивает химическую стойкость каркасов кроватей; Термилен ^® Soform ^™ обеспечивает мягкое прикосновение к поручням кровати
• ТПО: Термилен ^® ТПО для применений при низких температурах, таких как бамперы; Термилен ^® TPO для устойчивости к атмосферным воздействиям для сборки зеркал
• Специальные марки: Термилен ^® для предотвращения побеления под напряжением (SWP) разработан для устранения дефектов побеления от напряжения в формованных изделиях, таких как каркасы стульев; Термилен ^® P8 / P10 обеспечивает превосходную прочность для использования в подлокотниках кресел; Термилен ^® Soform ^™ обеспечивает мягкое прикосновение к корпусам кресел

Самоупрочненный полипропилен — восходящая звезда для автомобилей нового поколения

В автомобильной промышленности наблюдается рост интереса к самоупрочняющемуся полипропилену (ПП).Одной из основных причин была низкая стоимость сырья, которое выгодно отличает его от других самоупрочняющихся пластиков (SRP).

Самоупрочняющийся полипропилен заполняет промежуток между изотропными полимерами и материалами, армированными стекловолокном, и предлагает уникальное сочетание технологических и эксплуатационных характеристик. Это привело к постоянному исследованию возможности его использования как в новых, так и в новых приложениях.

Давайте начнем с знакомства с основами, то есть структурой, производственным процессом и свойствами самоармированного полипропилена.

Самоупрочняющийся полипропилен: структура и свойства

Самоупрочняющиеся пластмассы также называются SRP. Они состоят из полимерной матрицы , армированной высокопрочными волокнами или лентами того же семейства полимеров.

Примером такого материала, который набирает популярность в нескольких различных отраслях промышленности, является полипропилен , армированный полипропиленом, . Среди самоармированных пластиков наибольшее внимание привлекает самоармированный полипропилен из-за низкой стоимости сырья.

Производственный процесс

Уплотнение высокомодульных лент или волокон полипропилена (ПП) (ПП) в тщательно контролируемых условиях температуры и давления приводит к образованию самоупрочняющегося ПП.

В типичном производственном процессе небольшая часть поверхности ленты или волокна плавится и перекристаллизовывается при охлаждении, чтобы связать поверхность вместе. Остальное сохраняет высокий уровень молекулярной ориентации. Таким образом, конечный лист продукта может сохранять высокую долю исходных физических свойств ленты или волокон.

Сравнение неармированного полипропилена и самоармированного полипропилена

Сравнение армированного стекловолокном полипропилена и самоармированного полипропилена

В таблице ниже указаны типичные свойства самоармированного полипропилена на растяжение.

Таблица: Типичные свойства при растяжении самоармированного полипропилена

В этих испытаниях свойства при растяжении были измерены на образцах собачьей кости, изготовленных из листов.Для этих исследований каждый лист состоял из десяти слоев ткани, а толщина листа составляла 0,05 дюйма. Обратите внимание, что есть небольшая разница в характеристиках растяжения в двух перпендикулярных направлениях.

Помимо исключительных свойств растяжения, отмеченных в таблице выше, низкая плотность самоармированного полипропилена означает:

• Экономия веса
• Хорошая ударная вязкость
• Уникальное сочетание высокой прочности до отказа и
• Высокая прочность на разрыв
• Ударопрочность сохраняется при низких температурах даже при температурах до -40 ° C
• Высокая стойкость к истиранию

Усталостные свойства имеют большее значение, чем свойства при растяжении или ударные свойства в таких применениях, как конструкция сиденья и внутренняя дверная панель для использования в автомобилях.Испытания на усталость самоармированного полипропилена показывают, что материал может выдержать до одного миллиона циклов испытаний при низких соотношениях напряжений. В этих тестах отказа от разделения не происходит. Напротив, усталостная деформация определяет усталостную долговечность материала.

Применение самоармированного полипропилена

1. Самоармированный полипропилен имеет несколько применений в автомобильной промышленности, как для экстерьера и для внутренних компонентов .
2. Самоармированный полипропилен благодаря высокой устойчивости к ударам и неправильному обращению даже при низких температурах, делает его идеальным для автомобильных компонентов.
3. Самоупрочняющийся полипропилен обладает значительными преимуществами для защиты днища . Особо улучшенные механические свойства, уменьшенный вес и повышенная пригодность к вторичной переработке.
4. Грузовые полы — это большая возможность в интерьере автомобилей для самоармированного полипропилена. Аппликации с пеной или сотами.
5. Применяется в интерьере автомобилей, например, в коленях и крышках стоек. использует выдающиеся свойства энергосбережения самоармированного полипропилена.Поскольку требования безопасности продолжают развиваться, ожидается, что эти приложения будут значительно расти.
6. Применение самоупрочняющегося полипропилена за пределами автомобильной промышленности включает военных транспортных средств и бронежилетов .
7. Коммерческое применение охватывает различные спортивные товары, такие как байдарки , сноуборды и доски для серфинга . В других отраслях промышленности используется самоупрочняющийся полипропилен для багажа , упаковки и ряда других низкотемпературных применений .

Проблемы с самоупрочняющимся полипропиленом

Основная проблема при использовании самоармированного полипропилена — это определение подходящего производственного сценария.

Основной задачей при производстве самоармированной полипропиленовой структуры является объединение волокна и матрицы в единый продукт. Существуют различные методы изготовления самоармированного полипропилена:

• Горячее прессование
• Перегрев
• Коэкструзия
• Укладка пленки и
• Традиционная плавка или порошковая пропитка

В большинстве случаев используется процесс горячего прессования. Этот процесс происходит за счет частичного плавления волокон, так что расплавленная внешняя поверхность волокон становится матрицей после охлаждения. Но проблема с этим подходом заключается в том, что технологическое окно для горячего прессования невелико, около 5 ° C.

Широкое технологическое окно необходимо для обеспечения хорошего формования материала, а также для гарантии того, что армирующие волокна не будут подвержены влиянию температуры затвердевания. Таким образом, чрезмерный нагрев приводит к потере молекулярной ориентации волокна, что влияет на механические свойства конечной детали.С другой стороны, недостаточный нагрев приводит к плохой межфазной адгезии между волокном и матрицей .

Как решить проблему узкого окна обработки?

С экономической точки зрения, высокая цена самоармированного полипропилена является основным сдерживающим фактором для дальнейшего развития рынка , особенно в автомобильной промышленности. Тем не менее, самоармированный полипропилен заслуживает более высокой цены из-за преимуществ, которые он предлагает с точки зрения механических свойств. Поставщики материалов должны разработать стратегии по сокращению своей структуры затрат до уровней, позволяющих устанавливать конкурентоспособные цены по сравнению с другими материалами, которые используются в автомобилях.Кроме того, необходимо продолжать поиски рынков за пределами автомобильной промышленности, на которых ценовое давление не столь сильное. В этом отношении особенно интересны новые приложения в спортивной сфере.

Заключение

Подводя итог, можно сказать, что самоупрочняющийся полипропилен лучше всего подходит для приложений, в которых ценится и можно уравновесить особенности процесса и производительности.

Преимущества обработки, предлагаемые самоупрочняющимся полипропиленом, включают:

1. Возможность термоформования , что позволяет использовать недорогую оснастку при низком давлении и умеренной температуре
2. Простота обращения и l Износ инструментов из-за всей конструкции из полипропилена и
3. Возможность вторичной переработки , благодаря структуре полипропилена

Преимущества производительности включают:

• Снижение веса за счет низкой плотности полипропилена
• Высокая ударопрочность даже при низких температурах благодаря уникальной внутренней конструкции и
• Устойчивость к истиранию , так как структура жесткая

Такое сочетание технологических и эксплуатационных характеристик привело к росту интереса к самоупрочняющемуся полипропилену в автомобильной промышленности.Это также приведет к постоянному изучению возможности его использования в новых и новых приложениях.

Найдите высококачественные геомембраны из полипропилена

Армированный полипропилен (RPP) считается одним из самых долговечных доступных геомембранных футеровок.

Превосходное покрытие из армированного полипропилена

обеспечивает беспрецедентную стойкость к ультрафиолетовому излучению и атмосферным воздействиям. Хотя армированный полипропилен толщиной 45 мил поставляется с лидирующим в отрасли 20-летним стандартом U.Гарантия V. & Weathering, во многих случаях она прослужит дольше.

Армированный полипропилен, 36 мил. поставляется с 15-летней гарантией.

Превосходная непроницаемость и высокая химическая стойкость армированного полипропилена

делают его отличным выбором для высокоприоритетных систем локализации, таких как муниципальные очистные сооружения.

При описании армированного полипропилена важно отметить, что не все армированные полипропилены одинаковы.

Western Environmental Liner предлагает сегодня на рынке только армированный полипропилен самого высокого качества. Армированный полипропилен предлагается в светло-коричневом цвете, который хорошо сочетается с большинством оснований прудов.

Western Environment Liner может сваривать большие панели RPP, что позволяет выполнять множество работ с защитной оболочкой с помощью цельной облицовки. Если необходимо несколько панелей, Western Environmental Liner предлагает монтаж под ключ.

Некоторые области применения футеровки RPP показаны в сетке под .

Пожалуйста, свяжитесь с Western Environmental Liner , чтобы узнать больше об армированном полипропилене и других доступных вариантах футеровки .

Нажмите здесь, чтобы загрузить спецификацию RPP 36 мил PDF

Нажмите здесь, чтобы загрузить спецификацию RPP на 45 мил PDF

• ДАТЧИК
• RPP 36 мил Черный
• RPP 45 мил Черно-подпалый / Черный

• ДОЛГОВЕЧНОСТЬ
• Воздействие в течение 15-20 лет в зависимости от типа продукта RPP 36 мил.
• 20 лет воздействия

• ПРИМЕНЕНИЕ
• Установки для очистки сточных вод, пруды-испарители, пруды с пресной водой, облицовки отстойных бассейнов, вкладыши для детских прудов, резервуары. Временные футеровки нефтяных карьеров, футеровки отстойников.
• Установки для очистки сточных вод, пруды-испарители, пруды с пресной водой, накопительные пруды, детские вкладыши, резервуары. Временные футеровки нефтяных карьеров, футеровки отстойников.

Получите бесплатное ценовое предложение для футеровки

• Изготовление на заказ для работ площадью более 10 000 квадратных футов
• Цельные вкладыши до 150 000 квадратных футов
• Гарантия до 20 лет
• Возможна установка на месте
• Опыт работы более 30 лет

Нажмите здесь, чтобы начать >>

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г.,
  браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или уточнить у системного администратора.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie
потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт
не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к
остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Характеристика полипропиленовых зеленых композитов, армированных целлюлозными волокнами, извлеченными из рисовой соломы

Были успешно получены зеленые композиты на основе полипропилена (ПП), содержащие 10, 20, 30, 40 и 50 мас.% Целлюлозных волокон (CF), экстрагированных из рисовой соломы. методом плавления смеси.CF, промытые H ₂ O ₂ после щелочной экстракции, показали более низкое водопоглощение, чем не промытые H ₂ O ₂ . Также были исследованы термические, механические и биоразлагаемые свойства композитов. Температура потери 10% массы композитов снижалась с увеличением содержания CF, но все композиты показали температуру выше 300 ° C. Модуль Юнга и свойства полипропилена на изгиб были улучшены за счет смешивания полипропилена с CF. Чистый полипропилен не демонстрировал способности к разложению, но композиты ПП / CF разложились от примерно 3 до 23 мас.%, В зависимости от содержания CF, после того, как они были закопаны в почву на 50 дней.Эти композиты PP / CF с высокими термическими, механическими свойствами и способностью к биологическому разложению могут быть полезны в качестве экологически чистых композитных материалов для различных областей окружающей среды.

1. Введение

Натуральные волокна в качестве армированных материалов в полимерных композитах привлекли большое внимание, поскольку их можно использовать во многих областях, таких как автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность, упаковка, строительство и транспорт [1–6]. Натуральные волокна, которые используются в качестве наполнителей или армирующих материалов в полимерных композитах, включая пальмовую оболочку [7], пальмовый лист [8], биомассу гваюлы [9], жмых [10], муку из стеблей подсолнечника [11], банан [12], сахарный тростник. , ананас, рами и хлопок [13] демонстрируют множество преимуществ, таких как возобновляемость, способность к биологическому разложению, нейтральность CO ₂ , нетоксичность, широкая доступность, низкая стоимость, низкая плотность, низкое потребление энергии при производстве и высокая удельная прочность по сравнению с синтетическими волокнами. [14–16].Таким образом, полимерные композиты, армированные натуральными волокнами, становятся очень важными для производства большого количества разнообразных композитов, поскольку являются относительно дешевыми, легкими и экологичными материалами [17].

Выбор полимера в качестве материала матрицы важен для армирования натуральными волокнами. Полиэтилен, полистирол, поливинилхлорид, полилактиды (PLA), полипропилен (PP) и т. Д. Являются термопластичными материалами и могут использоваться в качестве матричных материалов для композитов.PLA — это биоразлагаемые полимеры, которые доступны из возобновляемых источников и полностью разлагаются до воды и углекислого газа. Однако стоимость PLA значительно выше, чем у других полимеров, таких как PP. Среди видов пластмасс полипропилен широко используется в промышленных продуктах и ​​бытовых товарах, особенно в качестве матричного материала в композитах из-за низкой стоимости производства, гибкости конструкции и возможности вторичной переработки по сравнению с другими полимерами. Некоторые потенциальные свойства полипропилена включают температуру теплового искажения, огнестойкость, прозрачность и стабильность размеров.Кроме того, полипропилен также подходит для наполнения, армирования и смешивания [12]. Поэтому во многих исследованиях сообщалось о композиционных материалах с ПП в качестве матрицы и УВ различных растений в качестве армирующих материалов [12, 18–22]. CF имеют ряд групп -OH и, следовательно, приводят к плохому взаимодействию между PP и CF в композитном материале и даже могут снизить механические и термические свойства, такие как прочность на разрыв, прочность на изгиб и термическая стабильность [23]. Проблема может быть решена путем модификации поверхности УВ с использованием методов физической или химической обработки.Методы химической обработки известны как обработка силаном, щелочная обработка, малеиновое связывание, ацетилирование и обработка ферментами [24]. Ахтар и др. исследовали механические свойства обработанного щелочью и необработанного композитного полипропилена, армированного кенафом, с объемной долей волокон от 10 до 50% [18]. Результаты показали, что композиты из полипропилена с кенафом, обработанным щелочью, показали более высокие механические свойства, чем необработанный щелочной кенаф, и композит с 40% обработанного кенафа показали самые высокие механические свойства.Натуральные волокна обрабатываются щелочью, лигнин, гемицеллюлоза, масла и другие вещества с поверхности волокна удаляются, что приводит к улучшению связи между волокном и матрицей [20]. Кроме того, их перемещение по поверхности волокна увеличивает количество реакционных центров на поверхности волокна и улучшает шероховатость поверхности волокон [18, 25, 26]. Обработка CF с использованием щелочи не только улучшает механические свойства композитов с матрицей PP, но также способствует улучшению других композитов с матрицей.Ray et al. сообщили, что волокна джута, обработанные 5% NaOH в течение 4, 6 и 8 часов при 30 ° C, увеличили их модуль упругости при изгибе на 12, 68 и 79% соответственно [27]. На сегодняшний день в некоторых исследованиях сообщалось об использовании соломы пшеницы в полимерных композитах в качестве армирующего материала, а матричный материал в композитах обычно использовался в качестве полипропилена [28–31]. Zou et al. продемонстрировали, что для композитов с ПП-матрицей, волокна из соломы пшеницы показали лучший армирующий материал, чем волокна соломы цельной пшеницы, из-за увеличения площади поверхности и соотношения сторон формы разделения [31].Однако, насколько нам известно, имеется относительно мало исследований натуральных целлюлозных волокон из композитных материалов, армированных рисовой соломой, особенно нет сообщений о CF из рисовой соломы. Во Вьетнаме в 2015 году было произведено около 45 миллионов тонн зерна, что эквивалентно 54 миллионам тонн рисовой соломы, и в ближайшие годы этот показатель будет расти. Однако большая часть послеуборочной рисовой соломы сжигается на открытых полях, вызывая загрязнение окружающей среды и истощая потенциальные ресурсы.Согласно обзору Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций (ФАО) в 2016 году, мировое производство риса достигло 761,9 миллиона тонн, особенно в Азии, которая должна возглавить глобальное восстановление, при этом произведено 680,1 миллиона тонн зерна [ 32]. Сельскохозяйственные отходы, включая рисовую солому, являются одной из наиболее важных проблем, которые необходимо решить для сохранения глобальной окружающей среды [33]. Следовательно, необходимы исследования по их превращению в полезные материалы.

Данное исследование посвящено термическим и механическим свойствам композитов, состоящих из полипропилена и CF, которые были извлечены из рисовой соломы с использованием метода щелочной обработки.Целлюлоза из рисовой соломы широко распространена в природе и способствует улучшению окружающей среды благодаря своим превосходным биоразлагаемым свойствам [34]. В этой статье также сообщается о биоразлагаемости композитов PP / CFs. Это исследование особенно важно в Азии в целом и во Вьетнаме в частности. Ожидается, что результаты внесут вклад в защиту окружающей среды и решат проблему расточительного использования ресурсов.

2. Материалы и методы

2.1. Материалы

Коммерческий полипропилен, используемый в качестве материала матрицы, был приобретен у компании Polyolefin Co., Private Limited, Сингапур, с температурой плавления 170 ° C, плотностью 0,90 г · см ⁻³ и индексом текучести 10 г / (10 мин) при 230 ° C. Рисовую солому собирали в сельской местности Вьетнама. Химический состав рисовой соломы зависит от сорта рисовой соломы, площади производства и т. Д. Он содержит в среднем 32–47% целлюлозы, 19–32% гемицеллюлозы, 5–24% лигнина и 13–20% других компонентов [35–38]. Рисовая солома, использованная в этом исследовании, содержала 39,20% целлюлозы, 19,02% лигнина, 18.52% гемицеллюлозы, 14,26% золы и 9,18% других компонентов. NaOH и H ₂ O ₂ , используемые в данной работе, были предоставлены Sigma-Aldrich Corporation.

2.2. Экстракция CF из рисовой соломы

Щелочная обработка или мерсеризация наиболее популярны среди химической обработки натуральных волокон для усиления термопластов. В этом исследовании CF рисовой соломы были получены с использованием метода щелочной обработки следующим образом. Рисовую солому нарезали размером около 2 мм, используя сито, а затем погружали в 2 М раствор NaOH со скоростью твердое / жидкое вещество 1/10 г / мл на 2 часа при 90 ° C ниже скорости перемешивания 200 об / мин.По истечении времени реакции полученную смесь фильтровали и собирали. Твердый остаток промывали уксусной кислотой для нейтрализации (pH 7-8) оставшегося NaOH [39]. Многие исследователи сообщают, что обработанные щелочью волокна приводят к высоким физико-механическим свойствам композитов за счет удаления лигнина, гемицеллюлозы и других соединений с поверхности целлюлозы [20, 21]. Однако полученные CF имели желтый цвет (рис. 1 (а)), что означает, что часть лигнина и других соединений осталась на поверхности волокна.Поэтому CF в этом исследовании также промывали H ₂ O ₂ (рис. 1 (b)), чтобы удалить их с внешней поверхности CF, поскольку они могут ограничивать адгезию CF с матрицей PP [40 , 41]. Наконец, CF сушили в печи в течение 24 часов для дальнейшего использования.

2.3. Композитный препарат

CF с различными концентрациями (0, 10, 20, 30, 40 и 50 мас.%) Смешивали с матрицей PP в пластиковом смесителе (Haake Rheocord 9000, Германия), используя скорость ротора 60 об / мин при 185 °. C в течение 8 мин.Затем полученную смесь формовали под давлением при 185 ° C в течение 15 мин под давлением 10 МПа. Перед использованием образцы оставляли при комнатной температуре на 5 дней.

2.4. Характеристика

2.4.1. Сканирующая электронная микроскопия (SEM) Observation

Оценка морфологии рисовой соломы была проанализирована с использованием JEOL 6490 (JEOL, Япония). Оценка морфологии CF, которые были экстрагированы из рисовой соломы с использованием метода щелочной обработки, и межфазной связи между CF и матрицей PP в подготовленных композитах, а также морфологическая оценка композитов PP / CF до и после биодеградации были выполнены с использованием сканирующего электронного устройства Hitachi S-4800. микроскоп (Hitachi, Япония).

2.4.2. Испытание на водопоглощение

Испытания на водопоглощение чистого полипропилена и различных композитов на основе полипропилена / CF проводили в соответствии с ASTM D 570-99. Прямоугольные образцы вырезали размером 39 × 10 × 3 мм, сушили при 105 ° C до неизменного веса, охлаждали до комнатной температуры в эксикаторе с использованием силикагеля и сразу взвешивали с точностью до 0,001 г. Для исследования водопоглощения композитов ПП / ЦФ образцы погружали в дистиллированную воду на 24 ч при комнатной температуре.Затем отбирали образцы, удаляли излишки воды с их поверхности с помощью мягкой ткани и взвешивали. Процент водопоглощения ( W ) образцов был рассчитан с использованием следующего: — вес образца перед погружением. — вес образца после погружения.

2.4.3. Термогравиметрический анализ (ТГА)

Поведение при термическом разложении чистого ПП и различных композитов ПП / CF (CF промывали H ₂ O ₂ ) было проанализировано TGA (SSC / 5200 SII Seiko Instruments Inc.). Картины ТГА получали от комнатной температуры до 650 ° C при скорости нагрева 10 ° C · мин ^-1 в атмосфере азота со скоростью потока около 250 мл · мин ^-1 .

2.4.4. Механическое испытание

Испытания на растяжение и изгиб чистых композитов PP и PP / CF (CF промывали H ₂ O ₂ ) проводили в соответствии со стандартами ASTM D 638 и ASTM D 790 соответственно. Для испытания на разрыв образцы были вырезаны с размерами 165 × 19 × 3 мм, и скорость ползуна составляла 2 мм · мин ^-1 .Для испытания прочности на изгиб при 4-точечном изгибе образцы вырезали размером 76 × 25 × 3 мм; Скорость движения крейцкопфа составила 2,8 мм · мин ^-1 .

2.4.5. Тест на биоразложение

Ежедневное выбрасывание отходов на свалки — это наиболее широко используемый сегодня метод утилизации отходов. Свалки обычно встречаются в развивающихся странах. Поэтому в данном исследовании прямоугольные образцы чистого ПП и различных композитов ПП / CF (CF были промыты H ₂ O ₂ ) были вырезаны размером 50 × 50 × 3 мм и затем закопаны в почву. на 50 дней.Деградированные образцы тщательно промывали дистиллированной водой при комнатной температуре, а затем сушили при 105 ° C в течение 24 ч. Изменение формы образцов до и после захоронения в почве наблюдали с помощью SEM и взвешивали.

Процент оставшегося веса биоразлагаемых образцов был рассчитан с использованием веса образцов до и после биоразложения следующим образом:

3. Результаты и обсуждение

3.1. Морфология и состав композитов CF и PP / CF

CF, обработанные щелочью, а затем нейтрализованные уксусной кислотой, имели желтый цвет.Однако после промывки H ₂ O ₂ CF выглядели белыми, что указывает на то, что лигнин, гемицеллюлоза и другие соединения, оставшиеся на поверхности волокна, также были удалены. СЭМ-микрофотографии щелочной необработанной рисовой соломы и H ₂ O ₂ промытых CF и PP / CF 80/20 мас.% Композита показаны на рис. 2. Рисовая солома имела блок и примеси (рис. 2 (а) и 2 (b)), но получил CF после щелочной обработки и показал чистую и грубую цилиндрическую форму со средним диаметром около 5 мкм м (рис. 2 (c)).Удаление лигнина, гемицеллюлозы и воска из внешней целлюлозы необходимо для усиления межфазной связи между армированием CF и матрицей PP [18, 20]. Рисунок 2 (d) представляет собой СЭМ-изображение типичной изломанной поверхности композита PP / CFs 80/20 мас.% И показывает присутствие CF в композите.

3.2. Водопоглощение

Увеличение естественного содержания CF в композитных материалах желательно, потому что это помогает снизить стоимость, защитить окружающую среду и увеличить модуль упругости композитных материалов.Природные CF многочисленны по своей природе и более жесткие, чем полимерная матрица. Однако они могут не подходить для нескольких областей применения из-за поглощения влаги. Следовательно, водопоглощение является одним из важных факторов для оценки свойств материала. Чтобы ограничить способность впитывать влагу, поверхность природных УВ модифицируют различными методами, в том числе и методом щелочной обработки. Когда CF обрабатывают щелочью, гидрофильные -OH группы в структуре целлюлозы превращаются в гидрофобные -ONa группы [42] в виде следующей реакции: водопоглощение композитов PP / CF с различным соотношением матрицы и армирующего материала после погружения в дистиллированная вода в течение 24 часов при комнатной температуре оценивается в соответствии с (1) и показана на рисунке 3.Водопоглощение увеличивалось с увеличением содержания волокна в композитах. Количество -ОН-групп в структуре целлюлозы, количество лигнина и других соединений, а также NaOH, остающийся на волокнах, определяют степень водопоглощения. Водопоглощение композитов, армированных 10 мас.% CF, показало 0,69 мас.%, Когда CF не промывали H ₂ O ₂ , но снижалось до 0,29 мас.%, Когда CF промывали H ₂ O ₂ . Содержание УВ увеличилось на 20, 30, 40 и 50 мас.%, Водопоглощение соответствующих композитов увеличилось 2.16, 4,10, 5,63 и 6,98 мас.% Без промывки H ₂ O ₂ и 0,90, 1,72, 2,39 и 2,92 мас.% При промывании H ₂ O ₂ соответственно. Эти результаты продемонстрировали, что композиты, армированные CF, промытые H ₂ O ₂ , показали более высокую водопоглощающую способность, чем композиты, не промытые H ₂ O ₂ . В композиционных материалах увеличилось содержание CF, а значит, увеличилось количество OH-групп, что привело к увеличению водопоглощения [42].Haque et al. сообщили, что степень водопоглощения композитов ПП / кокосового волокна зависит от типа химической обработки [42]. Композиционные материалы с необработанным армированием кокосовым волокном показали самую высокую водопоглощающую способность, за ними следуют нейтральные (pH 7), кислые (pH 3) и щелочные (pH 10,5) композиты, армированные волокнами кокосового волокна, соответственно. В этом исследовании CF после щелочной обработки промывали уксусной кислотой для нейтрализации, а также промывали H ₂ O ₂ ; поэтому оставшиеся NaOH, лигнин, гемицеллюлоза и другие соединения были удалены.Другими словами, водопоглощение композитов PP / CF можно регулировать методами обработки или содержанием CF.

3.3. Термические свойства

Исследование термических свойств полимерных композитов необходимо для определения влияния армирующих материалов в полимерные матрицы на термическую стабильность композитов и подтверждения любого процесса термического пиролиза во время производства композитов. Поведение термостойкости композитов PP / CFs исследовали с помощью термогравиметрического анализатора в атмосфере азота.Типичные кривые ТГА чистого ПП и ПП / CF 80/20 и 70/30 вес.% Показаны на рисунке 4. Чистый ПП показал одностадийный процесс разложения, в то время как композиты ПП / CF четко показали двухэтапный процесс разложения. процесс. Разложение арматуры УВ и матрицы ПП происходило на первом и втором этапах соответственно. Композиты PP / CFs показали промежуточную термическую стабильность между матрицей PP и армированием CFs [43].

Таблица 1 показывает потерю веса, соответствующую температуре разложения и пикам температуры разложения чистого ПП и различных композитов ПП / CF.Чистый полипропилен показал один пик разложения; композиты PP / CFs показали два пика разложения, соответствующие пикам CF и PP. Термическая стабильность композитов имеет тенденцию к снижению с увеличением содержания CF. Однако температура потери 10 мас.% Всех композитов показала высокую температуру, превышающую 300 ° C. Чистый ПП практически не терял в весе при 400 ° С; однако его потеря веса происходила быстро с 462 ° C, что приводило к минимальному остатку. Насыщенные и ненасыщенные атомы углерода в ПП разлагались при температуре около 460 ° C, что выше, чем для CF.

3.4. Механические свойства

Механические свойства чистого ПП и различных композитов ПП / CF исследовались на прочность на разрыв, модуль Юнга, свойства при изгибе и относительное удлинение при разрыве. На рисунках 4 и 5 и в таблице 2 показаны механические свойства чистого ПП и различных композитов ПП / CF, которые усредняли результаты 6 образцов для каждого зеленого композитного материала. Предел прочности на разрыв композитов PP / CF был уменьшен, тогда как их модуль Юнга увеличивался с увеличением содержания CF, как и ожидалось (Рисунок 5).Подобное поведение было зарегистрировано для джутовых нитей [44], древесного пола и муки из оливковых камней [45], волокон Thespesia lampas [46] и рисовой шелухи [47] для композитных материалов с ПП-матрицей. Прочность на растяжение зависит от самой слабой части композиционных материалов, и дальнейшее межфазное взаимодействие между матрицей PP и CF является слабым, что приводит к снижению прочности на разрыв композитов PP / CF с увеличением содержания CF. Однако свойства ПП при изгибе были улучшены за счет смешивания с CF до содержания до 50 мас.% (Рисунок 6).Ожидается, что улучшение модуля Юнга и свойств изгиба будет связано с высокой жесткостью CF по сравнению с матрицей PP. Кроме того, частично разделенные микропространства, которые были созданы во время растягивающей нагрузки, препятствовали распространению напряжения между CF и матрицей PP, следовательно, степень препятствия увеличивалась с увеличением содержания CF, что приводило к увеличению жесткости [38]. Относительное удлинение при разрыве чистого полипропилена составило 57,5%, но оно значительно снижалось с увеличением уровня нагрузки CF (таблица 2).Плохое удлинение композитов PP / CFs, вероятно, связано со слабым взаимодействием между матрицей PP и CF, которое создает точки концентрации напряжений и агломерацию. С другой стороны, этот результат может доказать, что CF улучшают жесткость композитных материалов.

3.5. Биодеградация

Пластмассы, включая полипропилен, синтезированные из нефтепродуктов, после использования часто сжигают или закапывают в землю. При сжигании пластиковых отходов в воздух выделяются газы и химические вещества, что приводит к смогу, кислотным дождям и токсичному загрязнению воздуха. Большинство этих пластиковых отходов не подвержены разложению и накапливаются в окружающей среде при захоронении, что значительно увеличивает загрязнение окружающей среды. В последние годы, чтобы уменьшить нагрузку на окружающую среду, большое внимание привлекли композиты между синтетическими пластиками и натуральными волокнами.Об этих композитных материалах написано много сообщений. Однако большинство из них сообщили о своих термических и механических свойствах, не упомянув о своей биоразлагаемости. В этом исследовании мы оцениваем биоразлагаемость композита из ПП и CF, которые были извлечены из рисовой соломы с использованием метода щелочной обработки и промыты H ₂ O ₂ . Образцы после захоронения в почве на определенный период времени промывали, сушили, взвешивали и оценивали на биоразлагаемость в соответствии с (2).На рис. 7 показан процент оставшейся массы чистых композитов ПП и ПП / CF с 90/10, 80/20, 70/30, 60/40 и 50/50 мас.%. Как и ожидалось, вес чистого ПП не изменился после того, как он был закопан в почву в течение 50 дней; другими словами, чистый полипропилен не подвергся деградации. Однако остаточный вес композитов ПП / CF уменьшался со временем закапывания в почву, а скорость их разложения увеличивалась с увеличением содержания CF. После 50 дней захоронения в почве оставшийся процентный вес композитов PP / CFs с 90/10, 80/20, 70/30, 60/40 и 50/50 мас.% Составил 96.98, 92,28, 88,82, 83,00 и 76,89 мас.% Соответственно.

Наблюдение с помощью SEM предоставило дополнительную информацию о морфологии репрезентативного композита PP / CFs 80/20 мас.% И чистого PP во время биодеградации (рис. 8). Перед тем, как закопать в почву, как чистый полипропилен, так и композит имели гладкую поверхность (рис. 8 (б)). После погружения в почву в течение 50 дней поверхность чистого полипропилена не деформировалась и оставалась плоской без отверстий (рис. 8 (а)), тогда как поверхность композита 80/20 мас.% Полипропилена / CF показала наличие множества отверстий (рис. 8 (c)).Более того, изломанная поверхность чистого полипропилена не изменилась после его захоронения в почве в течение 50 дней (рисунки 8 (d) и 8 (e)), что означает, что полипропилен не разложился. Тем не менее, различные CF в композите PP / CF 80/20 мас.% Наблюдались на поверхности трещин перед закапыванием в почву (рис. 2 (d)), но они подверглись биологическому разложению со многими отверстиями, образовавшимися после 50-дневного захоронения в почве. (Рисунок 8 (f)). Согласно этому исследованию, на экологическую деградацию композитов PP / CF повлияли природные факторы, в том числе не только дождевая вода и подземные воды, но и микробная активность.

4. Выводы

Зеленые композиционные материалы из полипропилена и различного содержания CF, экстрагированных из рисовой соломы, были успешно получены простым методом смешивания в расплаве. Водопоглощение композитов PP / CF можно контролировать с помощью содержания CF и методов обработки.