Увеличение емкости соединений на месте в полиэтиленовых / EVA: недорогой путь замены иономеров Surlyn в многослойных ударных трубах

Предыстория исследования и основные идеи

Исследование, опубликованное в томе 163 Polymer Testing (автор) Ali Khalili Gashtroudkhani、Nidal H.Abu-Hamdeh、Mohammed N.Ajour）， Система смешивания полиэтилена с EVA (сополимер винилацетата) имеет потенциал применения в высокопроизводительных трубах, таких как многослойные ударные трубы, но недостаточная совместимость между ними ограничивает интерфейсное соединение и конечную производительность. Исследование предполагает реактивное увеличение объема смеси PE / EVA путем образования сополимера на месте и позиционирует его как недорогую альтернативу системе иономеров Surlyn.

Формула и точка обработки

Технический путь работы заключается не в добавлении сборных совместимых веществ, а в том, чтобы стимулировать образование связующего сополимера на месте в процессе смешивания, тем самым устанавливая более сильные соединения на двухфазном интерфейсе PE и EVA. Ценность этой идеи заключается в упрощении системы сырья, уменьшении зависимости от дорогостоящих добавок иономера, сохраняя при этом межслойное сцепление и механическую целостность, необходимые для многослойных труб. Для процесса многослойного формования, такого как экструзия и сополимеризация, окно реакции с увеличением емкости на месте тесно связано с температурой обработки и временем пребывания, конструкция формулы должна рассматриваться совместно с условиями обработки.

Значение технологии старения и стабилизации полимеров

С точки зрения старения полимеров и устойчивости к погоде состояние интерфейса смеси PE / EVA напрямую влияет на ее долгосрочную эффективность использования. Слабая область сопряжения интерфейса часто становится каналом концентрации напряжений и проникновения в среду, в условиях горячего кислорода и фотокислорода более склонна к разрыву и пересечению цепи, что проявляется в снижении механических свойств, опылении или растрескивании поверхности. Улучшение межфазного соединения за счет повышения реактивности помогает уменьшить такие слабые места и обеспечивает более однородную базовую среду для защиты антиоксидантных и фотостабильных систем.

В фактической формуле винилацетатная цепь EVA может участвовать в побочных реакциях, таких как деуксусная кислота при высоких температурах обработки, предъявляя более высокие требования к стабильности обработки. На этом этапе комбинация стабилизатора обработки и антиоксидантной системы должна учитывать цвет и сохранение потока расплава на этапе плавления, а также тепловую кислородную защиту на этапе долгосрочного использования продукта. Если многослойная ударная трубка ориентирована на наружную или световую среду, конструкция устойчивости к погоде также должна быть введена в систему спаривания HALS (блокируемый аминокислотный фотостабилизатор) и UVA (ультрафиолетовый поглотитель) и учитывать распределение добавки в фазах PE и EVA – расширение зоны интерфейса после увеличения емкости, последующее изменение распределения и пути миграции добавки может повлиять на эффективность фотостабилизации.

Контрольные характеристики и последующие фокусы

Исследование основано на образовании сополимера на месте в качестве доказательства увеличения, относится к работе на уровне формулы и производительности. Что касается технологий стабилизации, то последующие меры заслуживают внимания: скорость поддержания производительности увеличенного объема смеси в условиях ускоренного старения (термоксид, ультрафиолет), а также обогащение или рассеяние антиоксидантов и фотостабилизаторов в зоне интерфейса. Эта информация должна быть подтверждена с помощью индикаторных средств, таких как инфракрасный спектр, тепловой анализ, отслеживание механических свойств и наблюдение за поверхностной морфологией. Что касается текущей информации из источников, то исследование не дает данных испытаний на старение или конкретных формул стабильных систем, и выводы должны быть ограничены уровнем увеличения емкости и замещения затрат.

Промышленное откровение

Эта работа подсказывает, что в области модификации смешивания полиолефинов и многослойных труб повышение реактивности может улучшить совместимость без зависимости от адсорбентов, тем самым снижая стоимость сырья. Для промышленности полимерных добавок это означает, что изменения в системе формул приведут к смещению центра тяжести спроса на стабилизацию: интерфейсная инженерия и антиоксидантная система, а также конструкция системы комбинирования HALS / UVA должны рассматриваться одновременно, чтобы поддерживать стабильность производительности продукта в процессе обработки и долгосрочного обслуживания.

Источник: Reactive compatibilization of Polyethylene/EVA blends via in-situ graft copolymer formation: A cost-effective alternative to surlyn ionomers for high-performance multilayer shock tubes， Обработано химикатами Herun.