Спосіб безперервного формування арамідних волокон з екструдованим полімером (варіанти)

Номер патенту: 44368

Опубліковано: 15.02.2002

Автори: Жакоб Жан П'єр, Верцезі Джоржіо П., Кудре-Мюро Ніколас

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб безперервного формування арамідних волокон з екструдованим полімером, що дає однорідну композицію, яка містить від 15 до 99 вагових відсотків полімеру та від 1 до 85 вагових відсотків арамідних волокон, який відрізняється тим, що спочатку створюють арамідні волокона, які містять вологу у кількості від 20 до 85 вагових відсотків леткої рідини відносно ваги волокон, потім безперервно вводять вологі арамідні волокна з постійною швидкістю до екструдера, після чого нагрівають волокна в екструдері для випаровування з них леткої рідини, зсувають нагріті волокна в екструдері для зняття сил напруги перед введенням полімеру, потім безперервно вводять полімер до екструдера низхідним потоком відносно волокон, змішують в екструдері полімер і волокна для отримання однорідної композиції та вилучають композицію з екструдера.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як арамідні волокна використовують фібрильовану арамідну пульпу.

3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як арамідні волокна використовують арамідний флок.

4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як арамідні волокна використовують пара-арамід.

5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як арамідні волокна використовують мета-арамід.

6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що арамідні волокна мають довжину від 0,1 до 8 міліметрів.

7. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як екструдований полімер використовують співполімер етилену та оцтового естеру вінілового спирту.

8. Спосіб безперервного формування арамідних волокон з екструдованим полімером, що дає в основному однорідну композицію, яка містить від 15 до 99 вагових відсотків полімеру та від 1 до 85 вагових відсотків арамідних волокон, який відрізняється тим, що спочатку безперервно вводять з постійною швидкістю до екструдера арамідні волокна, що містять вологу у кількості від 20 до 85 вагових відсотків леткої рідини відносно ваги волокон, потім безперервно вводять до екструдера полімер низхідним потоком відносно арамідних волокон, після чого змішують полімер і арамідні волокна в екструдері, що дає однорідну композицію та вилучають композицію з екструдера.

9. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що як арамідні волокна використовують фібрильовану арамідну пульпу.

10. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що як арамідні волокна використовують арамідний флок.

11. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що як арамідні волокна використовують пара-арамід.

12. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що як арамідні волокна використовують мета-арамід.

13. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що арамідні волокна мають довжину від 0,1 до 8 міліметрів.

14. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що як екструдований полімер використовують співполімер етилену та оцтового естеру вінілового спирту.

Текст

1 Спосіб безперервного формування арамідних волокон з екструдованим полімером, що дає однорідну композицію, яка містить від 15 15 до 99 вагових ВІДСОТКІВ полімеру та від 1 до 85 до 99 вагових ВІДСОТКІВ полімеру та від 1 до 85 кна, що містять вологу у КІЛЬКОСТІ від 20 до 85 ва (73) Е І Д Ю П О Н Д Е Н Е М У Р ЕНД КОМПАНІ, U S вагових ВІДСОТКІВ арамідних волокон, який відрізняється тим, що спочатку створюють арамідні волокона, які містять вологу у КІЛЬКОСТІ ВІД 20 до 85 вагових ВІДСОТКІВ леткої рідини відносно ваги волокон, потім безперервно вводять вологі арамідні волокна з постійною швидкістю до екструдера, після чого нагрівають волокна в екструдері для випаровування з них леткої рідини, зсувають нагріті волокна в екструдері для зняття сил напруги перед введенням полімеру, потім безперервно вводять полімер до екструдера низхідним потоком відносно волокон, змішують в екструдері полімер і волокна для отримання однорідної композиції та вилучають композицію з екструдера 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що як арамідні волокна використовують фібрильовану арамідну пульпу 3 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що як арамідні волокна використовують арамідний флок 4 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що як арамідні волокна використовують пара-арамід 5 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що як Цей винахід належить до способів виготовлення композицій високомолекулярних речовин та до екструдованого формування, зокрема до фор вагових ВІДСОТКІВ арамідних волокон, який відрізняється тим, що спочатку безперервно вводять з постійною швидкістю до екструдера арамідні вологових ВІДСОТКІВ леткої рідини відносно ваги волокон, потім безперервно вводять до екструдера полімер низхідним потоком відносно арамідних волокон, після чого змішують полімер і арамідні волокна в екструдері, що дає однорідну композицію та вилучають композицію з екструдера 9 Спосіб за п 8, який відрізняється тим, що як арамідні волокна використовують фібрильовану арамідну пульпу 10 Спосіб за п 8, який відрізняється тим, що як арамідні волокна використовують арамідний флок 11 Спосіб за п 8, який відрізняється тим, що як арамідні волокна використовують пара-арамід 12 Спосіб за п 8, який відрізняється тим, що як арамідні волокна використовують мета-арамід 13 Спосіб за п 8, який відрізняється тим, що арамідні волокна мають довжину від 0,1 до 8 міліметрів 14 Спосіб за п 8, який відрізняється тим, що як екструдований полімер використовують співполімер етилену та оцтового естеру ВІНІЛОВОГО спирту мування арамідних волокон в екструдованому полімері безперервним способом Відомо спосіб введення добавок до термопластичних полімерів за допомогою екструдера, [па о 00 (О со 44368 тент США №5,439,623] В обох варіантах даного способу як арамідні волокна можуть використовувати фібрильовану Цей спосіб є складним і дуже тяжко керувати арамідну пульпу або арамідний флок гравіметричними або об'ємними загружчиками, навіть для гранульованих адитивних концентратів Згідно З винаходом як арамідні волокна можуть використовувати пара-аріамід або метаНайбільш близьким до винаходу є спосіб фоарамід рмування однорідних волокон з полімером в екструдері шляхом утворення кашоподібного розчину Арамідні волокна можуть мати довжину від 0 1 волокон з латексом полімеру, введення кашоподідо 8мм бного розчину у екструдер і коагуляції латексу та Як екструдований полімер можуть використовилучення води з кашоподібного розчину з екструвувати сополімер етилену та оцтового естеру ВІНІдера [патент США № 5,205,972, С08 J 3/00, 1993] ЛОВОГО спирту Проте, описаним способом тяжко забезпечити Високоеластичні та термопластичні полімерні безперервний процес для однорідного розподілу матеріали часто зміцнюються при використанні коротких арамідних волокон у полімерному матекоротких волокон, і арамідні волокна часто викоріалі через складність безперервної подачі коротристовуються для зміцнення у випадках, де бажані ких арамідних волокон у постійному потоці спеціальні якості арамідних матеріалів При використанні коротких арамідних волокон для зміцненКрім того, короткі арамідні волокна в сухій фоня (армування) полімерів можуть часто зустрічатирмі, особливо короткі арамідні волокна, що є висося ускладнення у вигляді потреби високих кофібрильовані, типу арамідної целюлози, мають температур та високих вимог до апаратури Короттенденцію до утворення грудок, агломератів і москі арамідні волокна корисні, якщо вони однорідно тиків поперек трубопроводів передачі, що робить розподілені у високоеластичному або термопласпідтримання безперервного постійного потоку дутичному матричному матеріалі Проте, однорідже складним ність розподілу тяжко досягти через складність В основу винаходу поставлена задача створибезперервної подачі коротких арамідних волокон у ти спосіб формування арамідних волокон з екстпостійному потоці рудованим полімером, який би забезпечив безперервний процес для однорідного розподілу Короткі волокна для зміцнення можуть бути коротких арамідних волокон у полімерному матедодані безпосередньо до матричного полімеру або ріалі шляхом подання короткого волокна у постійвони можуть бути об'єднані при більш високій конному потоці, і таким чином поліпшити загальне центрації з полімером-носієм для утворення матовикористання коротких арамідних волокон у величного концентрату Маточний концентрат може комасштабному виробництві полімерних композитоді використовуватися як джерело волокон для цій, зміцнених короткими арамідними волокнами зміцнення Полімер-носій може бути той же самий як остаточний матричний полімер або може бути Поставлена задача вирішується тим, що в сумісний з ним Для цілей даного винаходу поліспособі безперервного формування арамідних мер-носій також називають матричним полімером волокон з екструдованим полімером, що дає однорідну композицію, яка містить від 15 до 99ваг % Як буде докладно показано далі, виявлено, що полімеру та від 1 до 85ваг % арамідних волокон, вологість у коротких волокнах спричиняє разючі згідно з винаходом спочатку створюють арамідні зміни у поведінці волокон, що дозволяє їх легко волокона, які містять вологу у КІЛЬКОСТІ ВІД 20 до обробляти і підтримувати постійний потік крізь 85ваг % летючої рідини відносно ваги волокон, екструдери потім безперервно вводять вологі арамідні волоПід "короткими арамідними волокнами" розукона з постійною швидкістю до екструдера, після міють арамідні волокна або матеріали з макрочасчого нагрівають волокна в екструдері для випаротинками малого діаметра і високим співвідношенвування з них летючої рідини, зсувають нагріті ням довжини волокна і ширини при довжині від 0,1 волокна в екструдері для зняття сил напруги педо 8мм, краще від 0,7 до Змм Для коротких волоред введенням полімеру, потім безперервно ввокон співвідношення довжини волокна і ширини, що дять полімер до екструдера низхідним потоком є співвідношенням довжини і діаметра, є від привідносно волокон, змішують в екструдері полімер і близно 10 до приблизно 1000 або можливо трохи волокна для отримання однорідної композиції та більше вилучають композицію з екструдера У той час, як цей винахід може бути ефективним і може використовуватися з короткими волокЗа другим варіантом виконання поставлена нами декількох видів, він насамперед знаходить задача вирішується тим, що у способі безперерввикористання для фібрильованих матеріалів або ного формування арамідних волокон з екструдоматеріалів з дуже високою площею поверхні і ниваним полімером, що дає в основному однорідну зькою об'ємною ЩІЛЬНІСТЮ Такі фібрильовані макомпозицію, яка містить від 15 до 99ваг % поліметеріали або короткі арамідні волокна включають ру та від 1 до 85ваг % арамідних волокон, згідно з целюлозу, особливо арамідну целюлозу, що зробвинаходом спочатку безперервно вводять з полена згідно з методикою патентів США № стійною швидкістю до екструдера арамідні волок5,028,372 і 5 532 059, або переробляють арамідна, що містять вологу у КІЛЬКОСТІ від 20 до 85ваг % ний флок із звичайною довжиною від 0 1 до 8мм летючої рідини відносно ваги волокон, потім безДля цілей цього винаходу короткі арамідні волокна перервно вводять до екструдера полімер низхідтакож включають матеріали з макрочастинками, ним потоком відносно арамідних волокон, після що ВІДОМІ як "волоконно-плівкове зв'язуюче", осочого змішують полімер і арамідні волокна в екстбливо арамідні ВОЛОКОННО-ПЛІВКОВІ зв'язуючі, рудері, що дає однорідну композицію та вилучаотримані, наприклад, згідно з методикою патентів ють композицію з екструдера 44368 США № 2,999,788 і 3018091, і практично нефібтоці Оскільки КІЛЬКІСТЬ ВОЛОГИ В арамідних волокрильовані арамідні волокна з діаметром від 5 до нах збільшена, електростатичний заряд зменшено 15 мікрометрів і довжиною від 0,1 до 8мм, що ВІі об'ємна густина збільшена, що спричиняє покраДОМІ як"флок" щення характеристик обробки Це було виявлено, і це визначає винахід, який полягає в тому, що коКороткі арамідні волокна можуть бути покриті роткі арамідних волокна, які є вологими, можуть епокси, фенольними, резорцинолбути оброблені й виміряні (дозовані) без трудноформальдепдними, поліуретановими, кремнійорщів Ступінь вологості, що очікується для викорисганічними матеріалами, пластифікаторами або тання ВІДПОВІДНО до цього винаходу, - від 20 до 85, подібними чи їх можна обробити агентами, що краще від ЗО до 70мас %, основаних на масі сухозмінюють властивості обробки, адгезійні властивого волокна При цих концентраціях вологи хараксті, збереження статичного заряду тощо Короткі теристики обробки волокон змінюються, тобто для арамідні волокна можуть також використовуватися коротких арамідних волокон, що мають 50мас % в комбінації з іншими матеріалами з макрочастинводи, електростатичний заряд на волокнах пракками типу вуглецевої сажі, фторополімерами, хітотично дорівнює нулю, і об'ємна густина волокон заном, барвниками, наповнювачами, антиоксиданзбільшується більше, ніж у тричі, від 50г/л до тами тощо і можуть використовуватися з іншими 170г/л При концентраціях вологи, менших за волокнами, такими як скло, мінеральні, вуглецеві, 20мас %, волокна складно обробляти, що зумовприродні (бавовна, джут, волокна китайської кролюється самою низкою об'ємної густиною і висопиви і подібні), синтетичні (поліефіри, нейлон і ким електростатичним зарядом, і при концентрації тому подібні) тощо Сорт, тип, і концентрація додавологи, більшій за 85мас %, волокна злипаються ткового матеріалу не критичні, доки не змінюють разом, як напівтверда маса, і можуть навіть утвохарактеристики обробки вологих коротких арамідрити густий кашоподібний розчин "Волога" - звиних волокон чайно означає воду, але може бути будь-яка летуПід терміном "арамід" розуміють поліамід, у ча рідина або суміш рідин, що можуть зволожувати якому принаймні 85% амідних (-CO-NH) - зв'язків волокна приєднані безпосередньо до двох ароматичних циклів Вказуючи, що вологі волокна ВІДПОВІДНО ДО цього винаходу можуть бути оброблені й виміряні З арамідом можуть використовуватися добав(дозовані) без труднощів, передбачається, що такі ки від приблизно 10мас% або навіть більша КІЛЬвологі волокна можна подавати безперервно в КІСТЬ ІНШОГО полімерного матеріалу може бути постійному потоці, використовуючи звичайні засозмішана з арамідом чи можуть використовуватися би подачі типу одношнекових або двошнекових такі сополімери, в яких приблизно 10% іншого диподаючих пристроїв, КОНІЧНІ, обернено КОНІЧНІ, з аміну заміщено диаміном араміду або приблизно втратою маси або об'ємометричні подаючі при10% іншого хлорангідриду двохосновної кислоти строї, вібраційні подаючі пристрої, конвеєрні позаміщено хлорангідридом двоосновної кислоти даючі пристрої тощо Волокна з високою площею араміду поверхні, сухі волокна не можна подавати в поПара-араміди - це первинні полімери в коротстійному потоці, використовуючи такі подаючі приких волокнах цього винаходу, і краще, коли полі-(пстрої фенілентерефталамід) (PPD-T) є пара-арамідом PPD-T означає гомополімер, що отриманий у реПолімерним матеріалом, що має бути сфорзультаті полімеризації моль-на-моль пмований з короткими волокнами, може бути будьфенілендиамшу і хлорангідриду терефталевої який полімером або комбінацією полімерів, що кислоти, і також сополімери, що отримані в реможуть бути екструдовані крізь екструдер Еласзультаті включення малих кількостей інших диамітомери і термопластичні полімери в загальному нів з п-фенілендиамшом і малих кількостей інших охоплюються і включають полюлефини, такі як хлорангідридів двоосновних кислот з хлорангідриполіетилен високого і низького тиску, поліпропілен, дом терефталевої кислоти сополімери етиленвшілацетату, сополімери метилакрилату етилену, юномерні смоли, поліметиЗа цим винаходом також важливі для викорислметакрилат, полівінілхлорид, EPDM гуми, хлоротання мета-араміди як короткі волокона і краще, прен, сополіестери еластомерів, коли полі-(мета-феніленізофталімід) (MPD-I) є поліетилентерефталати, терефталатполібутилену, мета-арамідом MDP-I означає гомополімер, що рідко - кристалічні полімери, поліетеретеркетон, отриманий в результаті полімеризації моль-наполіетеркетонкетон, ABS, поліфенілсульфіди, помоль м-фенілендиаміну і хлорангідриду ізофталеліаміди, ПОЛІІМІДИ, поліуретани, силікони, і тому воі кислоти і також сополімери, що отримані в реподібні Полімерний матеріал повинен бути рідким зультаті включення малих кількостей інших диаміабо принаймні розм'якшуватись при робочій темнів із м-фенілдиаміном і малих кількостей інших пературі в екструдері і може навіть бути рідина в хлорангідридів двоосновних кислот із хлорангід20°С або нижче, як може мати місце у випадку ридом ізофталевої кислоти термостійких смол, що включають фенольні, епокКороткі арамідні волокна, що є сухими або місидні, поліестерні і вшілестерні смоли стять малу КІЛЬКІСТЬ вологості, від 2 до 5мас % або, можливо, трохи більше, що часто природно Композиція ВІДПОВІДНО ДО ЦЬОГО винаходу узазустрічається в деяких волокнах, можуть містити галі включає від 15 до 99мас % полімеру та від 1 сильний негативний електростатичний заряд і є до 85мас % коротких арамідних волокон Винахід розпушені та показують низьку об'ємну густину і, застосовують для змішування коротких арамідних як наслідок, вони складні для обробки та їх складволокон у матричному полімері для його безпосено подавати у виміряній КІЛЬКОСТІ у постійному пореднього використання, а також, щоб утворити основу композиції для подальшого її змішування з додатковими полімерами Для безпосереднього використання композиція взагалі включає від 90 до 99мас % полімерного матеріалу і від 1 до 10мас,% коротких арамідних волокон, і для використання як "основи" композиція взагалі включає від 25 до бОмас % полімеру і від 40 до 75мас % коротких арамідних волокон Спосіб за даним винаходом можна виконати, використовуючи екструдер для змішування полімеру і вологих коротких арамідних волокон Екструдер може бути одношнековим або двошнековим з однаковими або різними напрямками обертанння Шнекові елементи можуть бути білобальними, трилобальними, шнековими елементами, що самоочищуються, зчепленими або незчепленими, і екструдер також може включати багато різновидів шнекових елементів типу транспортних елементів, пластифікуючих блоків, блістерів, редукторів, перерв і т п Екструдер повинен бути оснащено елементами, що дозволяють безупинно подавати полімер перед (нижче від) ВОЛОГИМИ короткими волокнами й відводити пару від волокон при її випаровуванні Винахід пояснюється малюнком На малюнку зображено один варіант екструдера, що може використовуватися на практиці Поелементно А - задня частина екструдера, В секція з отвором 10 для подачі вологих коротких арамідних волокон, С - нагріта секція, де вологе волокно, принаймні частково, висушується та розкривається, D і Е- секції з вентилями 11 і 12 для випуску вологи, що випаровується від волокон, F секція з отвором 13 для подачі полімеру з отвору 10, G - нагріта секція, де полімерний матеріал розплавлюється або, принаймні, пом'якшується, і додатково випаровується волога, Н, І, і J - секції з перемішуючими елементами для однорідного розподілення арамідних волокон по полімеру і К кінцева секція екструдера і може бути, за бажанням, обладнана головкою екструдера Елементи Н і J включають вентилі 14 і 15 для випуску вологи, що випаровується Елемент В переважно обладнано шнеками, що мають глибокі витки, щоб гарантувати постійну швидкість подачи матеріалу з отвору 10 Матеріал, який складається з вологих коротких арамідних волокон, що подається з отвору 10, роздільно або у формі шматка розмірами від 1 до 5см або приблизно таких, які через вологість, що є в наявності у волокнах, можна подавати з постійною швидкістю Хоча це не кращий метод, вологі короткі араМІДНІ волокна можна подавати крізь отвір екструдера, як продовжений сформований брусок або "вологий рулон" з волокон, що мають точно таку КІЛЬКІСТЬ вологи, яка дозволяє волокнам тримати форму вологого рулону Вологі короткі арамідні волокна, що безупинно подають в екструдер, проводяться шнеками униз барабана екструдера, де нагріваються для випаровування частини вологи волокон Шнекові елементи елементу С призначені не тільки для транспортування вологих коротких арамідних волокон, але також і для обробки волокон для полегшення їх висихання і часткового відкривання при піддавання волокон зрушувальною силою Під "відкри 8 44368 ванням волокон розуміють, що вони відділені і розплутані один від одного, таким чином зменшується об'ємна ЩІЛЬНОСТІ Прийнятні вставки в елементі С - це ті, що не тільки транспортують, але також піддають масу волокна зрушувальній силі, такій як редукторів або блоків МІСІННЯ або подібних Волога, що випаровується в елементі С, негайно випускається крізь вентилі 11 і 12 У елементі F полімерний матеріал безупинно подається крізь отвір 13, де починається змішування волокон і полімеру До елемента G подають високу температуру, щоб розтопити або пом'якшити полімер і випарувати більшу КІЛЬКІСТЬ ВОЛОГОСТІ Суміш проходить крізь екструдер, і на виході екструдера отримують майже однорідну композицію Висока температура може бути генерована екструдером або нагрівання може проводитися ЗОВНІШНІМИ джерелами, нагрівання пом'якшує або топить полімер, змішує полімер і волокно і випаровує воду від суміші Вода вивільняється з екструдера крізь вентилі Коли полімер схильний до розкладання шляхом пдролизу при контакті з вологою, наприклад, від вологих волокон, волога повинна цілком випаруватися з волокон і виводитися за межі екструдера перед тим, як волокна починають контактувати з полімером Наприклад, на малюнку волога від коротких волокон була віддалена цілком, крізь вентилі 11 і 12 в елементах D і Е Важливо відзначити, що полімер подається в екструдер нисхідним потоком відносно вологих арамідних волокнон Коли полімер подається в екструдер нисхідним потоком відносно вологих арамідних волокнон, змішування відбувається легко, і досягається однорідність Відповідне змішування не відбувається, коли полімер подається в екструдер висхідним потоком відносно вологих арамідних волокнон У такому випадку волокна не можуть відкритися перед контактом з полімером Було знайдено, що коли полімер подається в екструдер висхідним потоком відносно вологих арамідних волокон або крізь той же самий отвір, можна досягти лише часткового розподілення волокон у композиції Однорідне розподілення волокон досягається лише тоді, коли, як у цьому винаході, вологі короткі арамідні волокна подають до екструдера, частково висушують і відкривають перед змішуванням з полімером Опис найкращих втілень винаходу Приклад 1 У цьому прикладі короткі арамідні волокна безупинно об'єднувалися з полімером з майже постійною швидкістю, з утворенням композиції, де волокна однорідно розподілені в полімері Як короткі арамідні волокна була взята волокниста маса полі(п-фенілентерефталіміду) з середньою довжиною волокон від 0,7 до 0,8мм, ділянка поверхні, розрахованої за рівнянням БЕТ від 8 до 9м /г, і Стандартний Канадський Ступінь помелу приблизно 215мм Цей продукт, що продається Е І du Pont Nemours and Company, під торговою Маркою Kevlar ® злиття 1F361, оброблявся, щоб вміст води був приблизно 50% за масою Як полімер було взято сополімер оцтового ефіру ВІНІЛОВОГО спирту та етилену, що мав 40% за масою оцтового ефіру ВІНІЛОВОГО 44368 10 спирту і індекс плавлення 57°С/хв Цей пронадцять секцій із чотирма вентилями і двома дукт продається Е І du Pont Nemours and портами подачі, мав 33 діаметра в довжині і, Company під торговою маркою Elvax ® 40W для цього приклада, працював на 350обв/хв Вологу масу подавали в отвір 10 зі швидкістю Змішування відбувається в 5722,7кг/год, і полімер подавали в отвір 13 зі міл і метровом у, двошнековому екструдері швидкістю 10,4кг/год Водяна пара вивільнюWerner Pfleiderer з однаковими напрямками валася з екструдера крізь вентилі, розташообертанння шнеків, що мав отвір для ввевані у Секціях D, Е, Н, і J РІЗНІ секції нагрідення волокнистої маси, і отвір для введення вали, для досягання таких температур під полімеру, висхідним потоком відносно маси час операцій Екструдер мав, як показано на малюнку, одиВ Секція Температура (°С) С D Н 245-252119-195 119-124 71 -80 49-58 86-91 Волога целюлоза подавалася з використанням подаючого пристрою з великим отвором для подачі та одним відкритим спіральним шнеком, що продається KTron-Sauder (Швейцарія), а полімер у формі таблеток подавався з використанням низькошвидкістного подаючого пристрою з буравовидними шнеками, також від KTron-Sauder У суміші волокнистої маси і полімеру, що отримувалася на виході секції К екструдера, було 51,5 ± 0,5% ЗО масою волокон, була однорідна і суміщена Тести показали, що довжина волокна не змінилася Коли таблетки суміші були розплавлені і видавлені в дуже тонкий лист, візуальний огляд показав відсутність агрегатів волокон Потрібно відзначити, що волокнисту масу можна було подавати з постійною швидкістю, тому КІЛЬКІСТЬ вологи складала приблизно 50% за масою Якщо КІЛЬКІСТЬ вологи у волокнистій масі складала менше, ніж 20% за масою, текстура целюлози була така, що подача її з постійною швидкістю була неможлива Також, потрібно відзначити, що полімер подавався до екструдера висхідним потоком відносно волокнистої маси Коли полімер подається до екструдера ВИСХІДНИМ ПОТОКОМ ВІДНОСНО ВОЛОКНИСТОЇ маси, волокно не може бути ВІДПОВІДНО відкрито для досягнення однорідного розподілу в полімері Полімер Етилен/вініл ацет ат Іономер2 EPDM 3 42-55 J 79-83 89-99 К -91 Приклад 2 У цьому прикладі той ж самий короткий арамідний волоконний матеріал з таким же самим рівнем вологості, як використовувався в Прикладі 1, безперервно змішувався з майже постійною швидкістю, з різними полімерами в 40-міліметровому двошнековому екструдері Berstorff з однаковими напрямками обертанння шнеків, що має отвір для введення волокнистої маси, і отвір для введення полімеру, нисхідним потоком відносно маси Екструдер мав сім секцій з двома вентилями і двома отворами для подачі, і мав 33 діаметри за довжиною Вологу волокнисту масу подавали до екструдера з використанням подаючого пристрою Hasler 4021, обладнаному двома шнеками типу "свинячий хвіст", причому, як було відзначено, будь-який рівень вологості менше, ніж приблизно 20% за масою, призводив до занадто великої пухнастості або статичного електричного заряду волокон, для подавання з використанням цього пристрою Температури в екструдері регулювалися, щоб бути достатньо високими, щоб пом'якшати полімер при введенні, але достатньо низькими для того, щоб запобігти забиванню отвору гарячею водяною парою Полімер, швидкості подачі полімеру і волокнистої маси, та швидкість екструдера були такі Швидкість подачі полімеру (кг/год) 4,54 Швидкість подачі волокнистої маси (кг/год) 10,4 Швидкість екструдера (оберті в/хв) 400 5,45 12,7 250 4,54 10,4 350 1 Оцтовий ефір ВІНІЛОВОГО спирту, що складав 18% за масою, і мав індекс топлення 8°С/хв, продається Е І du Pont Nemours and Company під торговою маркою Elvax ® 450 2 Іономер-смола цинкового катіонного типу, що має індекс плавлення 1 грам /10хв при 190 °С, продається Е І du Pont Nemours and Company під торговою маркою Surlyn ® 9020 3 Етилен-пропілен-дієновий мономер (EPDM)смола, що складається на 70% за масою з етилену, грузькість Моопеу 25 (ML 1 + 4 при 125°С), і 2,5% за масою з етилен-норборнену, продається DuPont-Dow Elastomer під торговою маркою Nordelt® IP 3725 Приклад З У цьому прикладі ті ж самі короткі арамідні волокна із тим же самим рівнем вологи, що була використана у Прикладі 1, безперервно формували із сополімером етилену та оцтового естеру ВІНІЛОВОГО спирту В одному зразку, КІЛЬКІСТЬ сополімеру складала 51 ваг % оцтового естеру ВІНІЛОВОГО спирту з індексом топлення 2,8г / Юхв при 190°С проданий Bayer AG під торговою назвою І_еvaprene ® 500 (ЗА), і, в іншому зразку КІЛЬКІСТЬ сополімеру складала 70,6ваг % оцтового естеру ВІНІЛОВОГО спирту з індексом плавлення 2,1г / Юхв при 190°С, проданий під торговою назвою І_еvaprene®700 (ЗВ) 11 44368 12 Застосували той же самий екструдер, який виподачі та інша інформація були такі, як зазначено користовувався в Прикладі 2 Полімери, швидкість нижче Швидкість подачі полімеру Швидкість подачі пульпи Швидкість екструдування (кг / год) (кг / год) Обертів / хвилину ЗА 12 6 300 ЗВ 12 6 300 Полімер Приклад 4 У цьому прикладі, застосували той же самий екструдер, який використовувався в Прикладі 2 Короткі арамідні волокна, що мають різноманітні концентрації вологості подавали із в основному ПОСТІЙНИМИ ШВИДКОСТЯМИ Волоконний матеріал був пульпою із полі(пфенілентетрафталаміду) із середньою довжиною волокон 1,3мм та площею поверхні від 6 до 7м/г, яка розрахована за рівнянням БЕТ, та Канадським Стандартним Ступенем помелу приблизно 380мм Він Є продуктом, проданим компанією Е І du Pont de Nemours and Company під торговою назвою Kevlar ®, під номером 1F538 Полімер був аналогічний тому, який використовувався у Прикладі 1 Волоконний матеріал подавали до екструдера, використовуючи той же самий прилад подачі, який застосовувався у Прикладі 2, та використовували волоконний матеріал з трьома різними вмістами вологи Температури в екструдері регулювалися так, щоб вони були достатньо високими для розм'якшення полімеру при введенні, але достатньо низькими для запобігання вивільнення гарячої водяної пари з утворенням пор Вологість, швидкість подачі, та інша інформація були такі, як зазначено нижче гові %) 72 Швидкість подачі полімеру (кілограм/год) 5,6 Швидкість подачі пульпи (кплограм/ год) 6,0 Швидкість екструдування обертів /хвилину 350 35 16,0 17,0 350 18 5,0 Переривчастий 400 Вміст ВОЛОГИ (ва У той час як подавали пульпу, що має 35 і 72ваг % води, безперервним потоком та із постійною швидкістю у цьому прикладі, пульпу із 18ваг% вологи було дуже важко подавати до екструдера Випробування пульпи із 18ваг % вологи було перервано після приблизно Юхв , щоб порушити "міст" ВОЛОКОН, ЩО сформувалися у пристрою для подачі Hasler, і через 25хв після цього отвір екструдера, призначений для подачі, повністю закупорився завдяки накопиченню волокон, що приклеїлися до стін вхідного отвору Отвір був очищений, та випробування почали спочатку, але зупинили вже через 5хв завдяки утворенню, інших "мостів" з волоконного матеріалу Іспит щодо волокон, що мають тільки 18ваг % вологи, було припинено Приклад 5 У цьому прикладі, короткий арамідний волоконний матеріал був арамідним флоком Були використані два види флоку перший був мета-заміщеним ароматичним поліамідом з довжиною Змм, з діаметром від 10 до 12 мікрометрів та другий був пара-заміщеним ароматичним поліамідом з довжиною 2мм, з діаметром від 10 до 12 мікрометрів Флок із метазаміщеного ароматичного поліаміду був по лі(мета-феніленізофталамідом), який продала компанія Е І du Pont de Nemours and Company під торговою назвою Nomex ®, та флок з пара-заміщеного ароматичного поліаміду був полі(пара-фенілентерефталамідом), який продала компанія Е І du Pont de Nemours and Company під торговою назвою Kevlar ® Обидва види флоку, що використовували, мають ЗЗваг % води У цьому прикладі використовувалися той же самий екструдер та пристрій для подачі волокна, які використовувалися в Прикладі 2 Полімер був тим же самим сополімером етилену та оцтового естеру ВІНІЛОВОГО спирту, який використовувався в Прикладі 1 Полімер та флок були введені та перероблені в екструдері зі швидкістю, що спричинило утворення композиції, яка містила 40 ваг % волокна, причому волокно було однорідно дисперговано у композиції Флок із ЗЗваг % вологи з легкістю подавали безперервно та з постійною швидкістю потоку Флок з КІЛЬКІСТЮ вологи менше, ніж 20ваг %, мав, проте, значний електростатичний заряд та його було важко подавати безперервно 13 44368 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90

Дивитися

Додаткова інформація

МПК / Мітки

МПК: B29C 47/10, B29C 47/76, B29C 47/00, C08J 3/20, C08J 5/04, B29B 11/16

Мітки: безперервного, формування, спосіб, екструдованим, варіанти, волокон, полімером, арамідних

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/7-44368-sposib-bezperervnogo-formuvannya-aramidnikh-volokon-z-ekstrudovanim-polimerom-varianti.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб безперервного формування арамідних волокон з екструдованим полімером (варіанти)</a>

Подібні патенти