Новые решения в области получения гранулята композиционных материалов на основе термопластичных полимеров
Длинноволокнистые гранулы композиционных материалов на основе термопластичных полимеров от Coperion и ProTec сулят большие перспективы целому ряду отраслей.
Компания Coperion расширяет свое продуктовую линейку в области длинноволокнистых материалов и планирует укрепить свое позиции на европейском и азиатском рынках.
В сотрудничестве с ProTec Polymer Processing GmbH из Бенсхайма, Coperion разработал и теперь предлагает комплексные решения (оборудование и технологии) в области получения композиционных материалов на основе термопластичных полимеров, армированных длинными волокнами. Получаемые компоненты обладают высокими прочностными характеристиками (жесткость и ударопрочность) при малом весе. По сравнению с термопластичными композитами в основе которых использованы короткие волокна, материалы, получаемые по новой технологии, демонстрируют лучшие механические и термические свойства. Следует отметить, что указанные преимущества делают длинноволокнистые термопластичные композиты крайне привлекательными для тех направлений использования, где применяются высокие требования к прочностным показателям.
Пултрузия, как метод получения новых материалов
Производство армированных длинными волокнами термопластов осуществляется при помощи пултрузии. Здесь стекловолокно, углеродное или натуральное волокно смешиваются с полимерной матрицей. Посредствам пултрузии волокна пропитываются полимером. Плавление полимера и добавление необходимых примесей и модификаторов происходит в экструдере.
В ходе своих изысканий, Coperion использовали два экструдера: двух-шнековый ZSK Mc18 и STS Mc11. При этом, ZSK Mc18 задействован в работе с инженерными пластиками или там, где требуется высокотемпературное воздействие; экструдер Mc11 использован для переработки стандартных пластических масс, таких, как полиэтилен и полипропилен.
Технология, разработанная Coperion и воплощенная в новых производственных линиях, позволяет использовать широкий спектр модифицирующих и вспомогательных добавок. После выхода из экструдера, пропитанное связующим материалом, волокно в виде стренг попадает в ванну охлаждения, наполненную водой. Далее, стренги гранулируются при помощи отрезного роторного механизма, комплектующего линию.
В конечном итоге, линия по производству длинноволокнистых гранул термопластичного композита составляют в длину от 5 до 12 мм. Производительность линии составляет 50 метров в минуту.
Кроме того, следует отметить, что если раньше базовым полимером для данных технологий являлся полипропилен, то сегодня все большее применение получают полиамид, полилактид и полиэфирэфиркетон.
Длинноволокнистые гранулы композитов на основе термопластов — результат плодотворного сотрудничества
Следует отметить, что сотрудничество Coperion и ProTec Polymer Processing оказалось весьма плодотворным. В ходе совместной работы были разработаны ключевые детали и элементы, позволившие добиться поставленной цели – создание надежного и производительного оборудования для получения высококачественных гранул длинноволокнистых композитов на основе термопластичных полимеров.
Разработанные варианты линий могут комплектоваться и вспомогательными оборудованием и оснасткой, позволяющих, например, предварительно нагревать волокно, подаваемое в экструдер со шпулярника.
Отмечается, что полученная производственная линия довольно универсальна в вопросе применяемых полимерных материалов.
Указанные достижения открывают большие перспективы для многих отраслей промышленности: автомобилестроение, авиастроение, строительная индустрия и многие другие. Причина проста, длинноволокнистые гранулы позволяю получать изделия, обладающие более высокими прочностными характеристиками. Следует отметить, что разработки технологических решений в области получения композиционных материалов на основе термопластичных полимеров ведутся во многих странах мира, в том числе, — в Республике Беларусь силами БГТУ.