Изучение технологических свойств пластизолей на основе эмульсионного ПВХ наполненных гидрофобизированным мелом

В настоящее время эластичные детские игрушки изготавливают методом центробежного формования пластизоля на основе эмульсионного поливинилхлорида пластифицированного диоктилфталатом (ДОФ).

Для снижения себестоимости и уменьшения выпотеваемости ДОФ на поверхность изделия отечественных игрушек, по сравнению с игрушками китайского производства, возникла необходимость введения наполнителя - мела разных производителей [1-2].

Цель работы - изучение реологии и стабильности пластизолей, содержащих мел в количестве 35 % масс. на ПВХ при сохранении физико-механических показателей получаемого пластиката.

Была изучена реология пластизолей ПВХ, наполненных гидрофобизированным мелом. Определялись технологические свойства пластизолей и пластикатов ПВХ, наполненных до 35 % масс. импортным гидрофобизированным мелом в узком интервале содержания пластификатора 37,0- 41,4 % масс.

С помощью вискозиметра Брукфильда PV-D изучалась реология наполненных гидрофобизи-рованным мелом пластизолей ПВХ в условиях хранения от 0 до 72 ч при температуре 14-20 °С.

Установлено, что характер течения пластизолей соответствовал псевдопластичным жидкостям (рисунок 1, таблица 1), поскольку с увеличением скорости вращения шпинделя (s 63) вискозиметра вязкость пластизолей снижалась .

Рисунок 1. Зависимость вязкости (п) наполненных гидрофобизированным мелом (35 % масс.) свежеприготовленных пластизолей (0 ч) от скорости вращения (n) шпинделя вискозиметра и содержания пластификатора Содержание ДОФ в пластизолях: 1 - 37,0 % масс.: п = -444,2-n+409,0; 2 - 38,6 % масс.: п = -72,3-n+193,6; 3 - 40,1 % масс.: п = -127,3-n+235,4; 4 - 41,4 % масс.: п = -22,6-n+102,8

Выявлена линейная зависимость вязкости (п, Па-с) наполненных гидрофобизирован-ным мелом пластизолей от скорости вращения шпинделя вискозиметра:

п =A * n+В, (1)

где A - показатель кратности изменения вязкости от скорости вращения шпинделя вискозиметра (Па-с/об/мин); В - расчетная начальная вязкость (Па-с); n - скорость вращения шпинделя (об/мин.).

Таблица 1

Влияние содержания ДОФ и продолжительности хранения наполненных гидрофобизированным мелом пластизолей на показатель кратности A изменения вязкости (п) от скорости вращения (n) шпинделя вискозиметра

Время хранения, ч.	Коэффициенты уравнения регрессии п =A * n + В
	A, Па-с/об/мин				В, Па-с
	37,0 % масс.	38,6 % масс.	40,1 % масс.	41,4 % масс.	37% масс.	38,6 % масс.	40,1 % масс.	41,4 % масс.
0	-444,2	-25,8	-39,0	-27,4	409,0	83,8	127,7	800,8
24	-120,4	-72,3	-127,3	-22,6	219,6	193,6	235,4	102,9

Показано, что кратность снижения вязкости A от скорости вращения шпинделя вискозиметра уменьшалась в интервале роста содержания пластификатора 37,0-41,4 % масс. как для свежеприготовленного, так и через 24 ч хранения (таблица 1).

Установлена линейная кинетика изменения вязкости (п, Па-с) пластизолей наполненных гидрофобизированным мелом в процессе хранения (таблица 2):

п =С * х+D, (2) где С- скорость изменения вязкости (Па-с/ч); D- расчетная начальная вязкость (Па-с); х- продолжительность хранения (ч).

Рост вязкости пластизолей по ходу хранения объяснялся растворением частиц ПВХ в пластификаторе.

Подтверждено, что кинетика изменения вязкости пластизолей в процессе хранения в течение 3 суток зависела как от содержания пластификатора, так и от температуры (таблица 2).

Т а б л и ц а 2

Влияние температуры хранения и содержания ДОФ наполненных гидрофобизированным мелом пластизолей на расчетную начальную вязкость (D) и скорость (C) изменения вязкости и в процессе хранения

Коэффициенты уравнения регрессии n = C * -х + D:
C (Па^с/ч)			D (Па-с)
38,6% масс. (18 °С)	40,1% масс. (15 °С)	41,4% масс. (21 °С)	38,6 % масс. (18 °С)	40,1% масс. (15 °С)	41,4% масс. (21 °С)
0,9	0,4	0,9	43,2	135,3	38,9

Показано, что увеличение содержания пластификатора в интервале от 38,6 до 41,4 % масс. (на 2,8 %) в меньшей степени повлияло на скорость изменения вязкости пластизолей в процессе хранения, чем рост температуры хранения с 15 до 18 °С (на 3°С). Отсюда, на прирост вязкости пластизолей в процессе хранения в большей степени определялся температурой приготовления и хранения (увеличение вязкости в 2,5 раза) и в меньшей степени содержанием пластификатора.

Было проведено исследование стабильности наполненных гидрофобизированным мелом пластизолей в процессе хранения. Определялся разброс содержания мела (по золе) с верха и низа слоев пластизолей высотой 8 см через 24 ч хранения (таблица 3).

Обнаружено, что с увеличением температуры хранения и содержания пластификатора в интервале 37,0-41,4 % масс. разброс содержания мела по высоте слоя уменьшался одновременно со снижением фактической и расчетной начальной вязкости. Это объяснялось улучшением эффективности перемешивания дисперсии мела в пластизолях в момент приготовления композиции при меньшей вязкости среды. Рост вязкости и больший разброс содержания мела при содержании ДОФ, равном 40,1 % масс. объяснялись низкой температурой приготовления и хранения пластизолей.

Таблица 3

Влияние температуры хранения и содержания пластификатора на вязкость и разброс содержания мела (в слое 8 см) в пластизолях наполненных гидрофобизированным мелом

Температура хранения, °С	Содержание, % масс.:		Вязкость пластизолей при скорости вращения шпинделя 0,6 об/мин:
	ДОФ	золы по высоте слоя верх/низ	фактическая через 0 ч/24 ч, Пат	расчетная (х = 0 ч), Пат
14	37,0	33,0 14,0	188,4/148,4	176,4
18	38,6	15,0 16,0	70,8/16,7	54,7
15	40,1	21,0 16,0	123,6/171,0	159,4
21	41,4	19,0 18,0	65,0/16,4	61,0

Таким образом: приведены технологические показатели пластизолей эмульсионного ПВХ, наполненных гидрофобизированным мелом до 35,0 % масс; установлено влияние пластификатора (ДОФ) в узком интервале 37,0-41,4 % масс. на вязкость полимерных паст и кинетику ее изменения в процессе хранения; определена стабильность дисперсии гидрофо-бизированного мела в коллоидном растворе

ПВХ в диоктилфталате в процессе хранения; доказано, что температуры приготовления и хранения полимерных паст являются определяющими факторами регулирования таких технологических свойств пластизолей ПВХ в присутствии гидрофобизированного мела как вязкость, стабильность дисперсии мела и, следовательно, эффективности распределения пластизолей по форме при ротационном формовании.

ВестникВГУИТ, №3, 2014