СПОСОБ ФОРМОВАНИЯ АТАКТИЧЕСКОГО ПОЛИПРОПИЛЕНА
METHOD FOR ATACTIC POLYPROPYLENE MOLDING

Изобретение относится к обработке пластиков, а именно к способам формования и брикетирования полипропилена [B29B11/06, B29B13/00, B29D7/00, B29B13/022].
Из уровня техники известен ПРОЦЕСС ФОРМОВАНИЯ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ СМОЛ [GB1084444 (A), опубл.: 20.09.1967], в котором термопластичный полимерный материал формуют путем нагревания материала до вязкой массы, предварительно нагревают пресс-форму до температуры вязкого материала, разливают материал в пресс-форму под давлением, достаточным, чтобы материал заполнил полость пресс-формы, охлаждают пресс-форму до тех пор, пока температуры не станет ниже температуры деформации материала, открывают пресс-форму и извлекают сформированное изделие. Материалом может быть полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол, полипропилен или акрилонитрил-бутадиен-стирол. Материал в форме сухого порошка или гранул может быть смешан и нагрет в мельнице или экструдере для образования мягкой вязкой массы. Шарики массы доставляются в полость пресс-формы в количестве, примерно на 10% превышающем емкость полости. Полость сформирована в двухкомпонентной пресс-форме, причем детали установлены в плитах стандартного пресса и предварительно нагреты примерно до 30 ° F, что ниже температуры вязкой массы. Затем пресс-форму закрывают при достаточном давлении, например, от 100 до 500 фунтов на квадратный дюйм, чтобы заставить материал заполнить полость пресс-формы, причем избыточный материал вытесняется вдоль линии разделения. Затем пресс-форму быстро охлаждают, предпочтительно путем циркуляции охлаждающей среды через детали пресс-формы, до температуры примерно на 14,0 ° F или, по меньшей мере, на 140 ° F ниже температуры формования. Температуры, указанные для материалов, находятся в диапазоне от 300 до 380 ° F, для формы от 270 до 330 ° F и для охлажденного материала от 120 до 210 ° F. Установлено, что временной цикл для каждой операции формования составляет около 2 минут.
Недостатком аналога является высокая трудоемкость формования одновременно большого объема полипропилена, обусловленная использованием для формования индивидуальных форм.
Также известен: СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ И РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АТАКТИЧЕСКОГО ПОЛИПРОПИЛЕНА [Шестой технологический уклад: механизмы и перспективы развития, 13-14 ноября 2015 г.], в котором непрерывный технологический процесс получения атактического полипропилена включает следующие стадии: прием, подготовка сырья и загрузка его в реактор окисления; получение расплава АПП, заполнение им всех трех реакторов и нагрев расплава до заданной температуры в пределах 180-250 °С; . окисление расплава АПП путем барботирования кислорода воздуха и непрерывная загрузка в реактор исходного АПП; фасовка ОАПП, взвешивание и маркировка продукции, размещение готовой продукции на складе временного хранения; периодический слив конденсата низкомолекулярных продуктов деструкции для хранения и дальнейшего использования.
Недостатком аналога является высокая трудоемкость формования атактического полипропилена, обусловленная длительностью технологических процессов подготовки атактического полипропилена и сложной конструкцией для окисления и барботирования.
Наиболее близким по технической сущности является ЭКСТРУЗИОННОЕ ЛИТЬЕ И ПЕРЕРАБОТКА НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНОГО ТЕРМОПЛАСТИКА [CH517141 (A), 31.12.1971], характеризующийся тем, что расплавленный термопластик, отдельно или в смеси с наполнителями, наносят на основу, снабженную разделительным слоем или состоящую из разделительного материала, и после охлаждения удаляют из последнего. В качестве разделительного слоя или в качестве разделительного вещества используется силикон или силиконовая резина. Для непрерывного производства листов термопластик наносится в виде расплава на движущуюся поверхность, а нанесенная таким образом масса перед охлаждением нарезается ракельным ножом.
Основной технической проблемой прототипа является высокая трудоемкость формования одновременно большого объема полипропилена, обусловленная малой толщиной формования, а также большие затраты, связанные с применением силикона в качестве разделительного слоя или разделительного материала для формования.
Задачей изобретения является устранение недостатков прототипа.
Техническим результатом изобретения является снижение трудоемкости формования атактического полипропилена.
Указанный технический результат достигается за счет того, что способ формования атактического полипропилена, характеризующийся тем, что расправленный атактический полипропилен наносят на поверхность, покрытую разделительным слоем, охлаждают и отделяют от поверхности, отличающийся тем, что атактический полипропилен нагревают до температуре 150-220°С, расплавленный атактический полипропилен разливают ровным слоем в плоскую форму, ограниченную боковыми стенками с предварительно нанесенным на ее поверхности антиадгезионным веществом, охлаждают атактический полипропилен в форме до температуры 35-40°С, нарезают охлажденный атактический полипропилен ножом одновременно по всей толщине слоя на блоки, при этом на нож в процессе нарезки наносят смазку, с возможностью уменьшения силы трения между лезвием ножа и атактическим полипропиленом и охлаждения ножа, после нарезания блоки атактического полипропилена охлаждают, извлекают, опудривают антиадгезионным веществом и складируют.
В частности, атактический полипропилен присутствует в комбинации со вспомогательными веществами.
В частности, боковые стенки формы выполнены с возможностью удержания атактического полипропилена внутри формы.
В частности, антиадгезионное вещество выполнено в виде минерального порошка.
В частности, антиадгезионное вещество выполнено в виде талька.
В частности, ширина реза ножа выполнена не менее 5 мм.
Осуществление изобретения.
Атактический (аморфный) полипропилен (АПП) используют для изготовления строительных клеев, замазок, уплотняющих мастик и липких пленок. АПП и является побочным продуктом, при производстве полипропилена (фактически отходом производства). Боковые метильные группы могут располагаться в цепи полипропилена случайным образом или регулярно, в зависимости от этого полипропилен называется атактическим или изотактическим. Атактический изомер – мягкий, эластичный и каучукободобный материал, резко отличается по своим свойствам от кристаллического, стереорегулярного и характеризуется свойствами, очень близкими к свойствам невулканизированного каучука, по свойствам хуже, чем синтетический и натуральный каучук. Его обычно отделяют от изотактического и считают отходом производства, что значительно повышает цену оставшегося изотактического полимера.
Проблема рационального использования АПП, побочного продукта производства полипропилена, остается актуальной до настоящего времени. Использование в производстве каталитических систем второго и третьего поколения на основе титан-магниевых нанесённых катализаторов не позволяет полностью устранить образование АПП при суспензионной полимеризации пропилена. На свойства АПП влияют марочный ассортимент целевого продукта, тип каталитической системы, используемый при полимеризации растворитель и др.
Атактический полипропилен формуют следующим образом.
Предварительно готовят форму, в которую предполагают разливать АПП. Для этого плоскую с боковыми стенками форму выравнивают по горизонтали. В качестве формы могут использовать помещение (комнату) с ровным, не имеющим щелей напольным покрытием, например, каменным, бетонным или керамическим. На дно и стенки формы наносят антиадгезинное вещество, выполненное в виде минерального порошка (тальк, доломитовая мука и т.д.), минерального масла или силиконовой смазки.
Далее АПП, в том числе в комбинации со вспомогательными веществами разогревают до 150-220°С и самотеком или насосом подают в подготовленную форму покрывая все дно формы. За счет силы тяжести АПП растекается и самовыравнивается по толщине по всей поверхности. Температура плавления АПП зависит от его молекулярной массы и увеличение ее выше 220°С нецелесообразно в связи с появлением термооксилительной деструкции АПП, при которой снижается его молекулярный вес и образуются нежелательные летучие продукты. А при ее снижении ниже 150°С АПП переходит из высокоэластического в вязкое состояния, при котором затруднено растекание и самовыравнивание АПП в форме.
Разлитый в форму АПП толщиной до 15 см охлаждают до температуры поверхности 35-40°С, при этом охлаждение осуществляют естественным путем или принудительно, направленными потоками воздуха. При температуре ниже 35°С АПП становится вязким и практически не поддается резке. При температуре выше 40°С АПП недостаточно вязок и края его при резке смыкаются.
Охлажденный АПП нарезают ножом на блоки нужного размера одновременно по всей толщине слоя АПП, при этом лезвие ножа выполнено толщиной 5-7 мм с возможностью исключения смыкания краев реза АПП. В процессе нарезания АПП нож периодически смазывают, погружая его в минеральное масло или силиконовую смазку с возможностью уменьшения силы трения между лезвием ножа и АПП и охлаждения ножа.
После нарезания АПП охлаждают по всей толщине, после чего блоки АПП извлекают, опудривают антиадгезионным веществом, например, минеральным порошком (тальк, доломитовая мука и т.д.) или наносят на них минеральное масло и складируют для дальнейшего хранения и транспортировки.
Технический результат – снижение трудоемкости формования атактического полипропилена, достигается последовательностью простых и нетрудоемких технологических операций, при которых расправленный до температуры 150-220°С атактический полипропилен разливают ровным слоем в плоскую форму, ограниченную боковыми стенками с предварительно нанесенным на ее поверхности антиадгезионным веществом, а после охлаждения до температуры 35-40°С, нарезают на блоки одновременно по всей толщине слоя, при этом на нож в процессе нарезки наносят смазочный материал, а после нарезки блоки атактического полипропилена охлаждают, извлекают, опудривают антиадгезионным веществом и складируют.