Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Reometryczne badania procesu sieciowania polietylenu i kopolimerów etylenu wobec nadtlenków. Cz. III. Wpływ stężenia i rodzaju nadtlenku na szybkość procesu

Uhniat M., Kudła S., Zemlak M., Balcerowiak W.

Polimery

|

2004

|

T. 49, nr 3

180-186

PL

Stosując metodę reometryczną porównano kinetykę procesu sieciowania polietylenu małej gęstości (PE-LD) wobec trzech handlowych nadtlenków organicznych: dikumylu ("Di--Cup R"), t-butylokumylu ("Interox BCUP") i 2,5-dimetylo--2,5-di-(t-butyloperoksy)-heksynu-3 ("Interox DYBP"). Metodami TA-TG i DSC oznaczono zakresy temperatury rozkładu samych badanych nadtlenków. Wszystkie one ulegały termicznemu rozkładowi w przedziale temperatury 170-200 °C. Badano reometrycznie proces sieciowania PE-LD w temp. 170-200 °C pod wpływem nadtlenków wprowadzanych w stężeniu od 1,0 do 3,0 % mas. W rozważaniach kinetycznych przyjęto schemat procesu sieciowania i wynikający z niego model równania kinetycznego odnoszący się do nierozgalęzionych reakcji łańcuchowych. Pozwoliło to na wyznaczenie z charakterystycznych parametrów krzywych reometrycznych współczynników równania kinetycznego [równanie (12)], a następnie stałych szybkości zmian momentu skręcającego (k(x)) w procesie sieciowania oraz energii aktywacji (E(a)) tego procesu inicjowanego trzema wybranymi nadtlenkami. W badanym zakresie temperatury nadtlenek dikumylu był najskuteczniejszy w reakcji sieciowania; umożliwiał on osiąganie największych wartości maksymalnego momentu skręcającego (M(maks)) w najkrótszym czasie, przy czym E(a) procesu wynosiła 119,2 kJ/mol. Wartości E(a) procesu sieciowania wobec pozostałych dwu nadtlenków były wyraźnie większe, a uzyskiwane w tych przypadkach wartości Mmaks były ok. dwa razy mniejsze niż M(maks) osiągane wobec nadtlenku dikumylu.

EN

Kinetics of the processes of low density polyethylene (PE-LD) crosslinking in the presence of three commercial organic peroxides: dicumyl (Di-Cup R), t-butylcumyl (Interox BCUP) or 2,5-dimethyl-2,5-di-(t-butylperoxy)-hexyne (Interox DYBP) ones were compared using rheometric method. Ranges of the peroxides themselves decompositions temperatures were determined using TA-TG and DSC methods. All of them underwent thermal decompositions in the range of temperature 170-200 °C (Table 1, Figs. 1 and 2). Rheometric studies on PE-LD crosslinking process were carried out in the range of temperature 170-200 °C in the presence of peroxides used in concentrations from 1.0 to 3.0 wt. %. Scheme of crosslinking process with the model of kinetic equation resulted from it, related to non-branched chain reactions, were assumed in kinetic considerations. All this enabled to determine the kinetic equation coefficients [equation (12), Table 31 from characteristic parameters of rheometric curves (Table 2) and then to determine rate constants of torque changes (k(x)) in the crosslinking process (Table 4) as well as activation energies (E(a)) of the processes activated with one of three chosen peroxides (Table 5). Dicumyl peroxide appeared to be most effective in the crosslinking process in the temperature range investigated. It allowed reaching the highest values of maximal torque (M(max)) during the shortest time and E(a) of the process was 119.2 kJ/mol. E(a), values of crosslinking processes in the presence of the other peroxides were significantly higher, while M(max) values were in those cases approximately twice lower than M(max) values reached in the presence of dicumyl peroxide.

2

Reometryczne badania procesu sieciowania polietylenu i kopolimerów etylenu wobec nadtlenków. Cz. 1, Opracowanie metodyki badań

Uhniat M., Zemlak M., John J., Szulc R.

Polimery

|

2003

|

T. 48, nr 10

709-713

PL

Zbadano możliwość zastosowania do kontroli procesu sieciowania PE-LD powszechnie używanego w ocenie przebiegu wulkanizacji gumy reometru rotacyjnego "Wulkametr WG-03" produkcji Zakładów Automatyki Chemicznej Metal-chem w Gliwicach. Sporządzono trzy różniące się składem stabilizowane kompozycje PE-LD z nadtlenkiem dikumylu i poddano je sieciowaniu w wulkametrze w warunkach izotermicz-nych w temp. 170, 180 i 200°C. Na podstawie krzywych zależności momentu skręcającego (M) od czasu (t) oznaczono następujące parametry charakterystyczne procesu sieciowania: minimalną i maksymalną wartość M, czas inicjowania procesu sieciowania i czas, po którym M uzyskuje maksymalną wartość. Stwierdzono dużą powtarzalność zależności M = f(t) w stałej temperaturze. Względne odchylenia standardowe parametrów charakterystycznych procesu sieciowania PE-LD mieszczą się w przedziale od 2,5 do 7,1% wartości średniej wyznaczonej z 10 pomiarów. Otrzymane wyniki dowodzą, że "Wulkametr WG-03" (po jego małej modyfikacji) i opisana metoda mogą być stosowane do kontroli procesu sieciowania polietylenu, a więc w szerszym zakresie niż wynika to z pierwotnego przeznaczenia tego aparatu.

EN

Possibility of applying of a rheometer "Wulkametr WG-03" (produced by "Metalchem", Gliwice, Poland, Fig. 1), widely used for rubber curing course estimation, to checking of PE-LD crosslinking process was studied. Three various stabilized compositions of PE-LD and dicumyl peroxide (Table 1) were prepared and crosslinked in the vulcameter, at isothermal conditions at 170, 180 or 200degreesC. On the basis of curves of torque moment (M) versus time (t) dependences, the following characteristic parameters of crosslinking process (Fig. 2) have been determined: minimal and maximal M value, initiation time of crosslinking and time of maximal M. Very good repeatability of M = f(t) dependence at constant temperature (Fig. 3) has been found. Relative standard deviations of characteristic parameters of PE-LD crosslinking process are placed in the range from 2.5 to 7.1% of average values determined from 10 measures (Tables 2-4). The results obtained show that "Wulkametr WG-03" (after slight modification) and the method described can be used for polyethylene crosslinking process checking so wider than original purpose of the apparatus.

3

Reometryczne badania procesów sieciowania polietylenu i kopolimerów etylenu wobec nadtlenków

Uhniat M., Zemlak M., Kudła S., Balcerowiak W.

Polimery

|

2003

|

T. 48, nr 11-12

816-823

PL

Przedstawiono opisane w literaturze metody (przede wszystkim reometryczną, a także na podstawie pomiaru współczynnika spęcznienia i liczby żelowej) kontroli i oceny przebiegu procesu sieciowania tworzyw poliolefinowych. Omówiono podstawy kinetyczne badania tego zagadnienia metodą reometryczną. Metodą DSC wyznaczono efekty cieplne procesu sieciowania PE-LD, PE-LLD oraz kopolimeru etylen/octan winylu (E/VAC). Określono także zależności momentu skręcającego w badaniach reome-trycznych (M)) oraz liczby żelowej od czasu sieciowania, stwierdzając zgodność przebiegu obu zależności. Metodą reometryczną zbadano szybkość procesu sieciowania PE-LD, PE-LLD i E/VAC wobec nadtlenku dikumylu. Na tej podstawie wyznaczono stałe względnej szybkości zmian M podczas reakcji, a także energie aktywacji procesu sieciowania w warunkach pomiarów reome-trycznych prowadzonych w przedziale temp. 170-200 °C. Tak wyznaczone wartości energii aktywacji pozwalają na porównanie podatności zbadanych tworzyw na sieciowanie. Stosunek różnicy pomiędzy maksymalnymi i minimalnymi wartościami momentu skręcającego do minimalnych wartości tego momentu [(Mmaks -Mmin/Mmin] świadczy o stopniu usieciowania danego polimeru.

EN

Methods of checking and valuation of the course of polyolefin plastics crosslinking processes, described in the literature (mainly rheometric one, as well as based on the swelling factor or gelation number) were presented. Kinetic principles of the problem investigation by rheometric method were discussed. Heat effects of the processes of PE-LD, PE-LLD or ethyle-ne/vinyl acetate (E/VAC) copolymer crosslinking were determined using DSC method. Dependencies of torsional moment in rheometric measurements (M) and gelation number on crosslinking time were also determined and an agreement in these dependencies courses has been found. The rates of PE-LD, PE-LLD and E/VAC crosslinking processes in the presence of dicumyl peroxide have been studied using rheometric method. On this basis the constants of relative rates of M changes during the reaction as well as activation energies of the crosslinking process in the conditions of rheometric measurements, carried out in the range of temperature 170-200 °C, were determined. Activation energies determined this way let compare the crosslinking abilities of the polymers investigated. The ratio of the result of maximal and minimal torsional moment values subtraction and torsional moment minimal values [(Mmaks - Mmin)/Mmin] decribes the polymer crosslinking degree. Key words: low density polyethylene, linear low density polyethylene, ethy-lene/vinyl acetate copolymer, dicumyl peroxide, crosslinking, kinetics, rheometric method.