199163. lajstromszámú szabadalom • Formálható kompozíciók
199163 A kompozíció formálásának hőmérséklete a komponensek jellegétől és egymáshoz viszonyított mennyiségétől függően változhat. Amennyiben a kompozíciót viszonylag nagy nyomáson formáljuk, a formálást szobahőmérsékleten vagy ahhoz közel eső hőmérsékleten végezhetjük. Tapasztalataink szerint azonban — elsősorban akkor, ha a kompozíció a termoplasztikus anyagokra jellemző tulajdonságokkal rendelkezik — a formálást célszerű, sőt egyes esetekben kötelező szobahőmérsékletnél magasabb hőmérsékleten végeznünk. A formálás hőmérsékletét előkísérletekkel egyszerűen meghatározhatjuk. A kikeményítés során a polimert az adalékanyaggal reagáltatva vízben oldhatatlan anyaggá alakítjuk, és a kompozíciókból eltávolítjuk a vizet. A kompozíció kikeményítésének körülményei a komponensek — elsősorban a polimer és az inszolubilizáló adalékanyag — jellegétől függően változnak. Az egyes szerves polimerek és a polimerekkel reagáló inszolubilizáló anyagok esetére a kikeményítés pontos körülményeit a későbbiekben ismertetjük. A formázott kompozíciót adott esetben szobahőmérsékleten vagy ahhoz közel eső hőmérsékleten is kikeményíthetjük, míg más esetekben a kikeményítést megnövelt (például 50°C-nál magasabb) hőmérsékleten végezzük. Adott esetben a kikeményítést !00°C-ig terjedő, sőt azt meghaladó hőmérsékleten is végezhetjük. A hőmérséklet növelésével iniciálhatjuk az adalékanyag és a polimer reakcióját, illetve fokozhatjuk a reakció sebességét. A kikeményítés hőmérsékletének és a megnövelt hőmérsékleten tartás idejének megválasztásakor azonban ügyelnünk kell arra, hogy a kezelés hatására — például a polimer bomlása révén — ne csökkenjen észrevehető mértékben a termék szilárdsága. A találmány szerinti formázott kompozíciók kikeményítésével kapott idomtestek hajlítószilárdsága egyes esetekben meghaladhatja a 40 MPa értéket. A találmány szerint 100 MPa-nál nagyobb hajlítószilárdságú idomtesteket is előállíthatunk. Ha különösen nagy hajlítószilárdságú termékeket kívánunk előállítani, a kompozíció' komponenseit előnyösen úgy választjuk meg, hogy a 63 térfogat% szemcsés anyagot, 7 térfogat^ vízben oldható vagy vízben diszpergálható szerves polimert és 30 térfogat% vizet tartalmazó .minta nyírófeszültsége kapilláris reométerben, legföljebb 500 atmoszféra nyomáson végzett extrudálás során a nyírási sebességet a 0,1—5 sec-1 tartományban tízszeresére növelve legalább 25%-kai', előnyösen legalább 50%-kai növekedjék. A fenti vizsgálat követelményeinek megfelelő kompozíciókból készített termékekben a szemcsék jól illeszkednek egymáshoz. A minta extrudálására felhasznált kapilláris reométer hengeres tartályban mozgó du3 gattyúból és kapilláris nyílásból áll; a kompozíciót a nyíláson keresztül extrudáljuk. A nyírófeszültséget (kN/cm2 egységek- F-d ben) az-------képletből, a nyírási sebességet L-D2 2 v D2 . pedig (sec 1 egységekben) a--------képletből 15 d3 számíthatjuk ki — a képletekben D a reométer hengeres tartályának átmérőjét jelent1 (cm-ben), v a dugattyú haladási sebességét jelenti a hengerben (cm/perc-ben), d a reométer kapillárisának átmérőjét jelenti (cm-ben), L a reométer kapillárisának hosszát jelenti (cm-ben), és F a reométer dugattyújára gyakorolt erőt jelenti (kN-ban). D értéke általában 1—3 cm, d értéke rendszerint 0,2—0,5 cm, míg L értéke rendszerint 5d—20d lehet. A vizsgálandó mintában nem használhatunk fel olyan szemcsés anyagot, amely túl nagy szemcsemérete vagy kedvezőtlen alakja következtében megakadályozza a kompozíció áthaladását a reométer kapillárisán. A kapilláris reométerben végzendő vizsgálathoz a szemcsés anyag méretét úgy választjuk meg, hogy a keverékből könnyen extrudálható kompozíció képződjék, amelynek nyirófeszültsége egyszerűen meghatározható. A vizsgálandó minta általában legföljebb 100 mikron átmérőjű szemcsés anyagot tartalmazhat; a találmány szerinti kompozíciókban és az azokból készített idomtestekben azonban a szemcsés anyag mérete ettől eltérő lehet. Amennyiben a kompozíció előállításához felhasznált szemcsés anyag — szerves polimer párt úgy választjuk meg, hogy a vizsgálandó minta a fent ismertetett kapilláris reométerben végzett mérés követelményeinek megfeleljen, a kompozíció kikeményítésekor nagyobb hajlítószilárdságú terméket kapunk, mintha olyan kompozícióból indulnánk ki, amelynek esetén a vizsgálandó minta nem felel meg a fent felsorolt követelményeknek, így például ha a szerves polimer — szemcsés anyag párt úgy választjuk meg, hogy a vizsgálandó minta megfeleljen a fent ismertetett követelményeknek, a kompozícióból készített termék hajlítószilárdsága meghaladja ( 1 ) az azonos szerves polimert, azonban az előzőtől eltérő, a kapilláris reométer-vizsgálatban a felsorolt követelményeknek meg nem felelő eredményt szolgáltató szemcsés anyagot tartalmazó kompozícióból készített terméknél, és (2) az azonos szemcsés anyagot, azonban az előzőtől eltérő, a kapilláris reométer-vizsgálatban a felsorolt követelmények-4 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
