Новый полимерный сплав

Новый полимерный сплав
Тип	Нанокомпозитный полимерный сплав
Основной ингредиент	Полиолефин
Дополнительные ингредиенты	Полиамиды, добавки, улучшающие совместимость, антиоксиданты, красители.
Плотность р	0,96 г/см3
Предел прочности (σ _t )	19–32 МПа
Эластичный лимит / Доходность	12%
Температура стекла	70 °С
Температура плавления	>200 °С
Коэффициент линейного расширения (α)	80 частей на миллион°С
Источник ^{[ 1 ]}

Новый полимерный сплав (НПА) представляет собой полимерный сплав, состоящий из полиолефина и термопластичного технического полимера с улучшенными техническими свойствами. NPA был разработан для использования в геосинтетике . Одним из первых коммерческих применений NPA было производство полимерных полос, используемых для формирования ячеистых удерживающих систем Neoloy® (геоячеек) .

Новый полимерный сплав был разработан как альтернатива полиэтилену высокой плотности (ПЭВП) в геосинтетике. Хотя ПЭВП широко используется из-за его низкой стоимости, простоты производства и гибкости, его относительно высокая ползучесть , низкая прочность на разрыв и чувствительность к повышенным температурам ограничивают его использование, например, в долгосрочных, критических применениях георешеток. ^{[ 2 ]}

Новый полимерный сплав , используемый в производстве геосинтетических материалов, таких как системы пористой изоляции , обеспечивает более высокую прочность на разрыв и жесткость, а также более долговечен при динамических нагрузках и повышенных температурах, чем сплавы, изготовленные из HDPE (Han, 2011). ^{[ 3 ]} Срок службы геосинтетических материалов на основе NPA, таких как геоячейки, делает их пригодными для долгосрочного проектирования объектов инфраструктуры, таких как автомагистрали , железные дороги , контейнерные площадки и высокие подпорные стены .

Производство

Новый полимерный сплав (NPA) предназначен для геосинтетических применений, таких как высокомодульные геоячейки или георешетки. При использовании георешеток полосы экструдируются в виде многослойных полос. Внешние слои представляют собой смесь полиолефинов, а внутренний слой изготовлен из высокоэффективного полимера. Смесь обычно является несмешивающейся (сплав), в которой высокоэффективный полимер диспергирован в матрице, образованной полиолефинами. Поскольку полимерные смеси в основном нестабильны, они подвергаются стабилизации во время обработки расплава на наноуровне в сочетании с совместимым материалом. ^{[ 4 ]}

Сердцевинный слой нового полимерного сплава изготовлен из высокоэффективного полимерного соединения с модулем упругости ≥1400 МПа при 23 °C, измеренным методом динамического механического анализа (DMA) при частоте 1 Гц в соответствии с ASTM D4065; или предел прочности при растяжении не менее 30 МПа. Наружные слои обычно изготавливаются из полиэтилена или полипропилена, смеси или сплава с другими полимерами, наполнителями, добавками, волокнами и эластомерами. Высококачественные сплавы полиамидов, полиэфиров и полиуретанов комбинируются с полипропиленом, сополимерами, блок-сополимерами, смесями и/или другими комбинациями. ^{[ 5 ]}

Производство

Хотя большинство гомополимеров полипропилена слишком хрупкие, а большинство сополимеров полипропилена слишком мягкие, некоторые сорта полипропиленовых полимеров достаточно жесткие для инженерных целей, но в то же время достаточно мягкие, чтобы с геосинтетическим материалом можно было обращаться при установке. Эти полимеры модифицируются с помощью запатентованных процессов обработки и добавления добавок, таких как наночастицы, для достижения необходимых физических свойств.

В отличие от низкокристаллических полимеров, таких как полипропилен, которые требуют постэкструзионной обработки, такой как ориентация, сшивка и/или термический отжиг, более высококристаллические полимеры, такие как новый полимерный сплав, можно экструдировать в виде полос и сваривать в разрезе без постэкструзии. уход. Лист можно экструдировать в полосы и сваривать, сшивать или склеивать вместе для получения геосинтетических изделий. Такие добавки (стабилизаторы для полимеров) могут быть выбраны, среди прочего, из зародышеобразователей, наполнителей, волокон, светостабилизаторов на основе затрудненных аминов (HALS), антиоксидантов, поглотителей ультрафиолетового света и технического углерода в форме порошков, волокон или нитевидных кристаллов.

Характеристики

Полиолефин стойкость в новой полимерной смеси полимерного сплава обеспечивает устойчивость к растрескиванию под напряжением, гидролитическую , функциональность при очень низких температурах и сопротивление разрыву, в то время как полиамидный конструкционный полимер обеспечивает прочность, жесткость, сохранение механической прочности при повышенных температурах, сопротивление ползучести и долговременное сохранение размеров. стабильность. Новый полимерный сплав имеет коэффициент теплового расширения КТР менее примерно 135 ppm/°C; устойчивость к кислым средам выше, чем у смолы полиамида 6, и/или устойчивость к основным средам выше, чем у смолы ПЭТ; стойкость к углеводородам выше, чем у ПНД; модуль ползучести > 400 МПа при 25 °C при нагрузке 20 % предела текучести в течение 60 минут (ISO 899-1); и 1 процент секущего модуля упругости при изгибе > 700 МПа при 25 °C (ASTM D790). Новый полимерный сплав имеет прочность на разрыв в диапазоне от 19,1 до 32 МПа, модуль упругости от 440 до 820 МПа (при деформации 2%). ^{[ 1 ]}

Приложения

Новый полимерный сплав разработан для получения высокомодульных геосинтетических материалов, в том числе геоячеек , георешеток и геомембран , требующих повышенной прочности, жесткости и долговечности. При использовании георешеток высокий модуль нового полимерного сплава означает жесткие и прочные стенки ячеек, которые обеспечивают очень высокую упругую реакцию на динамическую нагрузку даже после миллионов циклов без остаточной пластической деформации. ^{[ 6 ]} Прочность и жесткость нового полимерного сплава, измеряемые прочностью на разрыв, долговременной устойчивостью к деформации, коэффициентом теплового расширения (КТР) и характеристиками при повышенных температурах (модулем упругости), обеспечивают срок службы, ранее доступный в георешетках. Это заметное достижение в индустрии геосинтетических материалов/георешеток, позволяющее использовать георешетки, например, в структурном армировании гибких тротуаров , земляных подпорных стен и других геосинтетических применениях для тяжелых условий эксплуатации, где критическая долговечность при тяжелых нагрузках ( Лещинский и др., 2009). В то же время новые свойства полимерных сплавов позволяют производить более легкие геоячейки, которые сохраняют достаточную инженерную прочность для умеренных нагрузок, которые обычно встречаются при строительстве откосов, каналов и подпорных стенок.

См. также

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б Халахми И., Эрез О., Эрез А. (2009, 2010 г.), Статья о высокоэффективных геосинтетических материалах, патенты США 7 674 516 B2, 7 541 084 B2.
^ Лещинский, Д. (2009) «Исследования и инновации: сейсмические характеристики различных систем удержания земли геоячейками», Геосинтетика, № 27, № 4, 46-52.
^ Хан Дж., Покхарел С.К., Ян Х. и Тхакур Дж. (2011). «Грунтовые дороги: прочная ячейка – геосинтетическое армирование демонстрирует большие перспективы». Дороги и мосты. июля, 49 (7), 40-43
^ Халахми И., Эрез О., Эрез А. (2011), Процесс производства совместимых полимерных смесей, патент США 8 026 309 B2.
^ Халахми И., Эрез О., Эрез А. (2012), Многослойная сэндвич-система для геоячеек, Патент США 8,173,241 B2.
^ Покхарел С.К., Хан Дж., Манандхар К., Ян Х.М., Лещинский Д., Халахми И. и Парсонс Р.Л. (2011). «Ускоренное испытание покрытия грунтовых дорог, армированных Geocell, на слабом грунтовом основании». Журнал Совета по транспортным исследованиям, 10-я Международная конференция по дорогам с низкой интенсивностью движения, 24–27 июля, Лейк-Буэна-Виста, Флорида, США.

[Halahmi-1] Перейти обратно: ^а ^б Халахми И., Эрез О., Эрез А. (2009, 2010 г.), Статья о высокоэффективных геосинтетических материалах, патенты США 7 674 516 B2, 7 541 084 B2.

[2] Лещинский, Д. (2009) «Исследования и инновации: сейсмические характеристики различных систем удержания земли геоячейками», Геосинтетика, № 27, № 4, 46-52.

[3] Хан Дж., Покхарел С.К., Ян Х. и Тхакур Дж. (2011). «Грунтовые дороги: прочная ячейка – геосинтетическое армирование демонстрирует большие перспективы». Дороги и мосты. июля, 49 (7), 40-43

[4] Халахми И., Эрез О., Эрез А. (2011), Процесс производства совместимых полимерных смесей, патент США 8 026 309 B2.

[5] Халахми И., Эрез О., Эрез А. (2012), Многослойная сэндвич-система для геоячеек, Патент США 8,173,241 B2.

[6] Покхарел С.К., Хан Дж., Манандхар К., Ян Х.М., Лещинский Д., Халахми И. и Парсонс Р.Л. (2011). «Ускоренное испытание покрытия грунтовых дорог, армированных Geocell, на слабом грунтовом основании». Журнал Совета по транспортным исследованиям, 10-я Международная конференция по дорогам с низкой интенсивностью движения, 24–27 июля, Лейк-Буэна-Виста, Флорида, США.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]