Преимущества и применение

Выпускаемая на нашем предприятии нить мультифиламентная обладает рядом сильных сторон, позволяющих использовать её в качестве важного компонента при производстве различных синтетических и полиэтиленовых изделий.

Преимущества нашей продукции:

- высокая эластичность;

- универсальность;

- невосприимчивость к влажности и холоду;

- стойкость к износу, многократным изгибам и истиранию;

- не боится воздействия органических растворителей, щелочей и кипящей воды;

Благодаря приведённым выше достоинствам и свойствам, нить может применяться для прошивания полипропиленовых мешков, изготовления шнуров, шпагатов, ранцевых лент, канатов, строп, ремней, лент тканных, сетей плетенных, при изготовлении тканей, биг-бегов, пошиве обуви и галантерейной продукции [10].

 

 

Таблица 1 – Cравнительная характеристика различных нитей [10].

Волокна	Удельный вес, г/см3	Удельный объем, м3/кг	Удельная площадь, мм2/текс	Теплопроводность, Вт/м2К	Равновесная влажность, %	Температура плавления, град.С
ПП	0,92	1,09		0,8-1,0	0,01	165-175
ПА	1,14	0,88		3,4	3,4-4,5	215-220
ПАН	1,18	0,85		6,5		-
ПЭФ	1,38	0,72		2,0-3,0	0,3-0,5	250-260
Вискоза	1,52	0,66		11-14	11-14	-
Шерсть	1,32	0,76			12-18	-
Хлопок	1,5	0,67		27,5	8-13

 

 

1.2 Методы улучшение физические и химические полипропиленовой ленты (ремней и шнуров).

Полипропилен имеет самую меньшую из всех видов пластика плотность – 0,9 г/см3, он является достаточно твёрдым, чем объясняется его стойкость к истиранию, и имеет самое большое значение термостойкости (этот материал начинает размягчаться при температуре 140°С и плавится при 170°С), и также он практически не подвержен коррозии. Полипропилен является высокочувствительным к кислороду и свету (понижение чувствительности происходит во время введения стабилизаторов). И, как будет вести себя полипропилен во время растяжения, ещё больше зависит от температуры, а также скорости, с которой прикладывается нагрузка. Чем более низкой будет скорость растяжения данного материала, тем высшим будет показатель его механических свойств. При высоких значениях скоростей растяжение, которое разрушает напряжение во время растяжения полипропилена, является существенно более низким, чем его граница текучести во время растяжения.

 

Таблица 2 – Физико-механические характеристики полипропилена [11].

Плотность, г/см3	0,90-0,91
Разрушающее напряжение при растяжении, кгс/см2	250-400
Относительное удлинение на разрыв, %	200-800
Модуль упругости при изгибе, кгс/см2	6700-11900
Передел текучести при растяжении, кгс/см2	250-350
Относительное удлинение при пределе текучести, %	10-20
Ударная вязкость с надрезом, кгс/см2	33-80
Твёрдость по Бринеллю, кгс/см2	6,0-6,5

 

Полипропилен является материалом, обладающим химической устойчивостью. Но он может подвергаться лишь воздействию таких сильных окислителей, как азотная и хлорсульфоновая кислоты. Другим окислителям полипропилен почти не подвергается, например, серная кислота при своей концентрации 58% и 30% перекись водорода при комнатной температуре не оказывает сильного воздействия на него. Деструкция полипропилена может произойти лишь после длительного контакта с этими веществами при температуре 60°С.

Данный материал является водостойким материалом (вплоть до температуры 130°С), а также некоторые марки могут контактировать с пищевыми продуктами, использоваться для изготовления товаров и упаковки, например лента полипропиленовая, а так же используемых в медико-биологической отрасли. В растворителях органического типа данный материал в условиях комнатной температуры немного набухает. При температуре, превышающей 100ºC, полипропилен растворяется в ароматических углеводородах, вроде толуола и бензола [11].

Таблица 3 – Стойкость полипропилена к воздействию отдельных химических реагентов [12].

Среда	Темпера-тура, °С	Изменение массы, %	Примечание
Продолжительность выдержки образца в среде реагента 7 суток
Азотная кислота, 50%-я		-0,1	Образец растрескивается
Натр едкий, 40%-й		Незначительное	-
Натр едкий, 40%-й		Незначительное	-
Соляная кислота, конц.		+0,3	-
Соляная кислота, конц.		+0,5	-
Продолжительность выдержки образца в среде реагента 30 суток
Азотная кислота, 94%-я		-0,2	Образец хрупкий
Ацетон		+2,0	-
Бензин		+13,2	-
Бензол		+12,5	-
Едкий натр, 40%-й		Незначительное	-
Минеральное масло		+0,3	-
Оливковое масло		+0,1	-
Серная кислота, 70%-я		Незначительное	Слабое окрашивание
Серная кислота, 90%-я		>>	-
Соляная кислота, конц.		+0,2	-
Трансформаторное масло		+0,2	-

 

Свойства полипропиленовых гранул и описание данного вещества
Полипропилен – пластический материал, отличающийся высокой прочностью при ударе и многократном изгибе, износостойкостью, хорошими электроизоляционными свойствами в широком диапазоне температур, высокой химической стойкостью, низкой паро- и газопроницаемостью. В тонких пленках практически прозрачен. Стоек к кислотам, щелочам, растворам солей, минеральным и растительным маслам при высоких температурах. При комнатной температуре нерастворим в органических растворителях. Растворяется только при повышенных температурах в сильных растворителях: хлорированных, ароматических углеводородах.
Полипропилен легко перерабатывается. Хорошо имеет свойства смешивается с красителями. Легко может подвергается хлорированию. Легко кристаллизуется (макс. степень кристалличности 75%). Все изделия из полипропилена выдерживают кипячение, и могут стерилизоваться паром без какого-либо изменения их формы или механических свойств. Максимальная температура эксплуатации полипропилена 120-140°C [12].
Полипропилен чувствителен к свету и кислороду (чувствительность понижается при введении стабилизаторов), имеет невысокую морозостойкость, которую можно повысить введением в макромолекулу изотактического полипропилена звеньев этилена (например, при сополимеризации пропилена с этиленом).
Таблица 4 – Свойства полипропиленового гранула, описание [13].

№ п/п	Свойство	Значение
	Плотность, кг/м3	900-910
	Насыпная плотность гранул, кг/м3	440-520
	Водопоглощение, % за 24 ч.	0,01-0,03
	Линейная усадка в форме, %	1,0-2,5
	Температура плавления, °С	160-168
	Теплостойкость при нагрузке, 46 Н/см2,°С	140-145
	Температура хрупкости, °С	(+5)-(-15)
	Коэффициент линейного расширения (от 30 до 100 °С)	(1,1-1,8)·10-4 (–1)
	Удельная теплоемкость при 20°С, кДж/кг·°С	1,93
	Коэффициент теплопроводности, Вт/м·°С	0,16-0,22
	Предел текучести при растяжении полипропилена низкого давления	30-38
	Разрушающее напряжение при растяжении	24,5-39
	Относительное удлинение при разрыве для марок 21003, 21007, 21012, 21015, 21020, 21030	200-1000
	Модуль упругости при изгибе	1220-1670
	Твердость по Роквеллу	50-70
	Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом·см	1016-1018
	Максимальная температура при длительной эксплуатации изделий (без нагрузки) °С	100-110
	Ударная вязкость по Изоду с надрезом при 0 °С – 3-5 кДж/м2, при минус 20 °С	2-3кДж/м2
	Тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 50 Гц для марок 01003, 01005, 01010, 01020	5·10-4

 

	Диэлектрическая проницаемость при частоте 50 Гц для марок 01003, 01005, 01010, 01020	2,4
	Электрическая прочность (при толщине образца 2 мм) при переменном напряжении для марок 01003, 01005, 01010, 01020, кВ/мм
	Кислородный индекс, %	25,5-27,5
	Огнестойкость при толщине образца, мм	0,8-1,6

 

2. ВЫБОР ОБЪЕКТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

Полипропиленовые ленты применяются в различных отраслях

В данной работе объектом исследование являлась полипропиленовая лента, ниже в таблицы - 1 были представлена размеры и характеристики полипропиленовой ленты.

Таблица №1 – Основные физико-механические показатели характеристики полипропиленовой ленты.

Наименование Показатели	Различные технические характеристики
Ширина, мм	25-35 мм
Длина, мм	300-500 мм
Толщина, мм	0,35-0,39 мм
Количество нитей основы
Количество нитей утка	10*2
Наименование ткани	Полипропилен
Нормативный документ	ОСТ 17-10-030-2000

Для дальнейшего исследование свойств ленты, мы рассматриваем всем требуемым техническим характеристикам, применимых для полипропиленовой ленты. Но иногда исходя из требований и пожеланий производства, данная лента должна обладать повышенными прочностными свойствами, и не существенного повышения стоимости данного материала.

Исходя из представленных данных в литературном обзоре, можно сделать выод о том, что обработка полипропиленового текстильного материала методом водного электрилоза (катода и анода) позволяет решить поставленную задачу .

Поэтому методом изменение различных (физико-механических, химических, и теплофизическиз свойств данного материала выбрана обработка в установке электролиза. Для достижения требуемого эффекта опыта на данном материале варьировалось время, обработка, сила и напряжение электрического тока, и так же реакционная среда.

3. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЛЕНТЫ

3.1 Характеристика объектов исследование

В качестве объектов исследование выбрана полипропиленовая тканая лента «ЛМ-80», производство ООО «Квинта» г. Казань, Состав сырья 100% полипропилен.

Свойства полипропиленовой ленты: плохая сминаемость; светоустойчивость; износостойскость; устойчивость к большинства органическим растворителям, а так же к различным кислотам и щелочам; имеет степень отсутствие к истираемости; устойчивость к растяжению.

Полипропилен имеет самую меньшую из всех видов пластика плотность – 0,9 г/см3, он является достаточно твёрдым, чем объясняется его наименьшей стойкостью к истиранию, и имеет самое большое значение термостойкости (этот материал начинает размягчаться при температуре 140°С и плавится при 170°С), и также он практически не подвержен коррозии. Полипропилен является высокочувствительным к кислороду и свету (понижение его чувствительности происходит во время введения стабилизаторов). И, как будет вести себя полипропилен во время растяжения, ещё больше зависит от температуры, а также скорости, с которой прикладывается нагрузка. Чем более низкой будет скорость растяжения данного материала, тем высшим будет показатель его механических свойств. При высоких значениях скоростей растяжение, которое разрушает напряжение во время растяжения полипропилена, является существенно более низким, чем его граница текучести во время растяжения.

3.2 Характеристика физико-механических свойств

В данной работе использовались различные виды химических веществи кислот. В певрую очередь, мы использовали соляную кислоту для определение взаимодействия материала, для выявления недостатков данного материала, от химического вещества.

Кислота соляная техническая ГОСТ 3118-77. Дата введение 1979-01-01.

Настоящий стандарт распространяется на реактив – соляную кислоту а так же ( в раствор хлористого водорода), представляющую собой безцветную жидкость с резким запахом, дымящиеся на воздухе; смешивается с водой, бензолом и с эфиром. Плотность кислоты 1,15 -1,19 г,см³ ГОСТ 3118-77 (СТ СЭВ 4276-83) Показатели технического уровня, установленные настоящим видом стандартом, предусмотрены для первой категории качества. Формула соляной кислоты (HCl) Молекулярная масса по международным атомным массам 1971 г. – 36,46.

Так же в работе использовали техническую воду для взаимодействия реакции соляной кислоты ГОСТ 17.1.1.04-80. Вода техническая – вода, кроме питьевой, может применяться как минеральной и промышленной, является пригодной для использование в народном хозяйстве. Техническая вода по ряду показателей может обладать не свойственно ей более низким качеством, чем питьевая. Тем не менее, ГОСТ прямо не определяет эти показатели так как техничекая вода в России до сих пор не нормируется по единственным руковадящем документам. Это в свою очередь вызвано тем, что в настоящее время существует на данный момент два вида различных вида нормирование: это нормирование заключается по физико-химических показателей и оп модели состава свойства. Нормирование по модели состава является более предпочтительным – оно определяет свойства технической воды, как свойство вызывать коррозию или образование накипи в процессе эксплуатации механизмов и материалов, замутнение различного рода растворов, выпадение осадка и подобные.

3.3 Методы средство исследование.

Масса полипропиленовой ленты в зависимости от исходных параметров могут быть данными от 450 мм по 80 мм ширина 5,365 мг, с погрешностью 0,2 %. Для определение массы полипропиленовой ленты использовались Лабораторные весы с наименованием Масса-К ВК-1500.1 Электронные лабораторные весы ВК 2 класса точности определялись и предназначались для статических измерений веществ и материала на предприятиях и в научно-производственных лабораториях, в различных отраслях промышленности. Имеют возможность работы в нескольких единицах измерения веса и режимах взвешивание. Лабораторные весы рекомендуются приобретать именно в комплекте с колибровычными гирями.

Рисунок 1 – Лабораторные весы Масса-К ВК-1500.1

 

Для определение прочности материала использовалась машина «SHIMADZU» (рисунок 2) Тестер для определение и упругости, а так же прочности материала, изготовлен с заказным программным обеспечением.

Физико-механические опыты были проделаны на разрывной машине производством фирмы «SHIMADZU» Разрывная машина – это лабораторное оборудование, предназначенное для проведения испытаний на растяжение или разрыв различных материалов и деталей. В таких машинах используются специальные захваты, устройства и приспособления.

Основные части машины являются:

¾ нагружающий модуль класса (однозонный или двухзонный, вертикальный или горизонтальный);

¾ модуль управления имеет (гидравлический или электромеханический);

¾ специальные захваты и приспособления (клиновые механические захваты, тисочные захваты, клиновые гидравлические захваты, пневматические захваты, столы сжатия, приспособления на изгиб, приспособление на прокол, приспособление на сдвиг, приспособление на сплющивание и т.д.);

¾ дополнительные измерительные приборы (экстензометры контактные, экстензометры бесконтактные);

¾ для испытания материалов при повышенных или пониженных температурах, отличных от нормальной применяют навесные муфельные печи или подкатные (встроенные) климатические камеры. На рисунке - 1 представлена разрывная машина [17].

Рисунок 2 – Разрывная машина «SHIMADZU».

Процесс разрывания полипропиленовой ленты проводят на специальных, разрывных машинах. Разрывные машины бывают разных марок и нагрузок. Какие-то рассчитаны на 200кг, другие на 2000т. Результаты эксперимента автоматически записываются на компьютер находящийся рядом, этот процесс записывается так же и в ручном режиме. Порядок выполнения работы происходит так:

1) Для начала в первую очередь запускают установку. Для того, чтобы она работала стабильно, требуются от силы примерно около 5-10мин ожидания. Это нужно для того, чтобы установка от калибровалось и была в режиме по умолчанию;

2) Затем в последующем действие нужно запустить программу на компьютере, для определения различных данных, и записи результатов приведения графиков на разрыв. Делают контрольные точки, для своих результатов и подготавливают образцы к моменту разрыву;

3) На разрывной машине, должен иметь интервал между закрепителями и зажимами должен быть около 10 см, и поэтому, прежде чем крепить образец, нужно удостовериться в том, что требование проходит в соответствие на соблюдение правил управление данным оборудованием. Если же оно не имеет или вовсе нет, то машину можно перевести с автоматического в ручной режим, и поднять/опустить закрепители на нужный интервал. Проверяют интервал между закрепителями обычно линейкой, или любым другим измерительным прибором, имеющим 10 см;

4) Инструментом открепляют винты на закрепителях и вставляют в отверстие полипропиленовую ленту. Лента должна быть ровно натянута между закрепителями. Так же, чтобы при разрыве лента не вырвалась, используют шкурку. Она жесткая, и крепко держит концы ленты в зажиме;

5) После, винты обратно заворачивают и запускают процесс разрыва. Следует отметить, что разрывные машины бывают разные. На некоторых нет винтов с болтами, а бывают тиски, которые закрепляют ленту, по часовой или против часовой сторон;

6) График и значения автоматически заносятся в компьютер до момента разрыва ленты. Результаты можно сохранять в разных форматах. Это может быть и картинка, и таблица, и текстовый документ. Машина возвращается в исходное положение (может быть с погрешностью), закрепители расслабляют, чтобы снять ленту.

Длина проб лент должна быть примерно одинакова, иначе это будет показано на графике. Допустим, если провести несколько разрывов, графики между собой будут параллельно совпадать, что благоприятно для результатов. Если длина будет разной, то и погрешность высокой.

В эксперименте могут использоваться не только обычные ленты, а также пропитанные в разных растворах, что придает им различные свойства. Какие-то ленты при определенных пропитках будут дольше разрываться, что является хорошим показателем прочности. Все зависит от вида раствора.

 

3.4 Метод истирания полипропиленовой ленты

Машина на истирание предназначена для определения сопротивления истиранию при скольжении резины и резиновых изделий, путем истирания образцов прижатых к образивной поверхности обращения с постоянной скоростью диска при постоянной нормальной силе согласно методике, изложенной в ГОСТ 426. На таблице 1 представлены технологические характеристики оборудования [18].

Таблица 2 – Технологическая характеристика истирание полипропиленовой ленты

Число одновременно испытываемых образцов, шт
Число оборотов рабочего диска, об/мин
Относительная скорость скольжения образцов, м/сек	0,32
Поджимной груз, гр.	10, 20, 50, 100, 200
Потребляемая мощность, кВт	0,4
Напряжение, В
Частота, Гц
Габаритные размеры, мм	Не более 740х405х400
Масса, кг

Метод истирания обычно проводят для проверки износостойкости ленты, до ее разрушения. Ленту не сильно зажимают между губку и зажимом. Закрепляют и включают аппаратуру. Сначала истирают по часовой, потом против часовых сторон. Эффективность истирания зависит от жесткости шкурки, закрепленной на вращательном кольце. Истирать можно по циклам, это определяют по циферблату. Циклы бывают разные, 50, 75, 100, 125, 150 и больше. На каждую ленту нельзя определить точно, сколько понадобится циклов, т.к. состав и материал бывают разные. В данном случае полипропиленовая лента, для которой требуется жесткая шкурка, т.к. на обычных №700 шкурках процесс истирания займет длительное время.

 

3.4 Характеристика химических показателей и свойств.

Полипропилен имеет более высокую температуру плавления, чем полиэтилен, и соответственно более высокую температуру разложения. Чистый изотактический полипропилен плавится при 176 ºC. Максимальная температура эксплуатации полипропилена 120—140 ºС. Все изделия из полипропилена выдерживают кипячение, и могут подвергаться стерилизации паром без какого-либо изменения их формы или механических свойств.

В дальнейшем исследование полипропиленовой ленты, проводили опыты на определение недостатков различными химическими веществами, для выявление различных показателей свойств ленты, представлена на таблице - 2

Таблица №2 – Химические опыты с различными веществами.

№	Промежуточное время	Напряжение	Сила тока
Обработка ленты в растворе соляной кислоте (HCl) (75 г/л)
		17 Вт	3,6 Ам
		18 Вт	3,2 Ам
		18 Вт	3,3 Ам
		17 Вт	3,1 Ам
		16 Вт	3,2 Ам
Обработка ленты в растворе соляной кислоте (HCl) (11,5 г/л)
		37 Вт	3,6 Ам
		38 ВТ	3,4 Ам
		36 Вт	3,3 Ам
		37 Вт	3,5 Ам
		38 Вт	3,4 Ам
Обработка ленты в растворе перманганата калия (KMnO4) (10 г/л )
		254 Вт	1 Ам
		250 Вт	1,1 Ам
		249 Вт	1,1 Ам
		247 Вт	1,1 Ам
		246 Вт	1,1 Ам
Обработка ленты в растворе пирофостфата калия (K₄P₂O₇) (10 г/л)
		118 Вт	3 Ам
		112 Вт	3,5 Ам
		107 Вт	3,9 Ам
		106 Вт	4 Ам
		104 Вт	4 Ам

 

Полипропилен является материалом, обладающим химической устойчивостью. Но он может подвергаться лишь воздействию таких сильных окислителей, как азотная и хлорсульфоновая кислоты. Другим окислителям полипропилен почти не подвергается, например, серная кислота при своей концентрации 58% и 30% перекись водорода при комнатной температуре не оказывает сильного воздействия на него. Деструкция полипропилена может произойти лишь после длительного контакта с этими веществами при температуре 60°С.

Данный материал является водостойким материалом (вплоть до температуры 130°С), а также некоторые марки могут контактировать с пищевыми продуктами, использоваться для изготовления товаров и упаковки, например лента полипропиленовая, а так же используемых в медико-биологической отрасли. В растворителях органического типа данный материал в условиях комнатной температуры немного набухает. При температуре, превышающей 100ºC, полипропилен растворяется в ароматических углеводородах, вроде толуола и бензола.

3.5 Теплофизические свойства.

Полипропилен имеет более высокую температуру плавления, чем полиэтилен, и соответственно более высокую температуру разложения. Чистый изотактический полипропилен плавится при 176 ºC. Максимальная температура эксплуатации полипропилена 120—140 ºС. Все изделия из полипропилена выдерживают кипячение, и могут подвергаться стерилизации паром без какого-либо изменения их формы или механических свойств.

Превосходя полиэтилен по теплостойкости, полипропилен уступает ему по морозостойкости. Его температура хрупкости (морозостойкости) колеблется от -5 до -15 ºС. Морозостойкость можно повысить введением в макромолекулу изотактического полипропилена звеньев этилена (например, при сополимеризации пропилена с этиленом)

 

3. Метод гидролиза. Свойства применения. Применение лентам и шнурам на основе полипропиленовой ленты.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Камелотпласт. Вид полипропилена в гранулированном состояние (вид слева) [электронный ресурс], вход свободный http://www.camelotplast.ru/info/history-polypropilen.php

2. Пластинфо [электронный ресурс], вход свободный https://plastinfo.ru/

3. Финд.патент Патент РФ 2169216 [электронный ресурс], вход свободный http://www.findpatent.ru/patent/241/2411312.html

4. Финд.патент 2 Патента РФ 2246979 [электронный ресурс], вход свободный http://www.findpatent.ru/patent/241/2411312.html

5. Финд.патент 3 [электронный ресурс], вход свободный http://www.findpatent.ru/patent/241/2411312.html

6. Финд.патент 4 [электронный ресурс], вход свободный http://www.findpatent.ru/patent/241/2411312.html

7. Финд.патент 5 [электронный ресурс], вход свободный http://www.findpatent.ru/patent/241/2411312.html

8. Финд.патент 6 [электронный ресурс], вход свободный http://www.findpatent.ru/patent/241/2411312.html

9. Капрон [электронный ресурс], вход свободный http://izvolokna.ru/materialy/tkani/kapron-sostav-i-svojstva.html

10. Описание мультифеломентной нить [электронный ресурс], вход свободный http://www.sctrade.ru/niti-polipropilenovyie/nit-multifilamentnaya

11. Таблица 2 – Физико-механические характеристики полипропилена [электронный ресурс], вход свободный https://studfiles.net/preview/4201123/page:6/

12. Таблица 3 – Стойкость полипропилена к воздействию отдельных химических реагентов [электронный ресурс], вход свободный https://studfiles.net/preview/4201123/page:7/

13. Таблица 4 - Свойства полипропиленовых гранул, описание стр.№6 [электронный ресурс], вход свободный https://studfiles.net/preview/4201123/page:6/

14. Веб-курсовик [электронный ресурс], вход свободный www.webkursovik.ru/kartgotrab.asp?id=-169065

15. Лабораторные весы Масса-К ВК-1500.1 [электронный ресурс], вход свободный https://metron24.ru/wp-content/uploads/2018/02/1-3-2.jpg

16. Метротест разрывная машина «SHIMADZU» [электронный ресурс], вход свободный http://metrotest.ru/article/chto-takoe-razryvnaia-mashina

17. ЗАО «Полимермаш» Метод истирания полипропиленовой ленты [электронный ресурс], вход свободный http://www.polymermash.ru/content/view/163/63/

18. Метод гидролиза [электронный ресурс], вход свободный http://ru.solverbook.com/spravochnik/ximiya/11-klass/gidroliz/tipy-gidroliza/