Полимерная композиция и плавучий понтон, изготовленный на основе полимерной композиции
POLYMER COMPOSITION AND A FLOATING PONTOON MADE ON THE BASIS OF THE POLYMER COMPOSITION

Группа изобретений относится к полимерным композициям и изделиям, производимым на основе полимерных композиций.
-1
Известна поликарбонатная многостенная листовая структура, где лист имеет общую толщину, большую чем 40 мм, поликарбонат имеет коэффициент вязкости расплава, больший чем примерно 4,5, измеренный при 260°C, тогда как коэффициент вязкости расплава представляет собой отношение вязкости при скорости сдвига 0,1 с-1 к вязкости при скорости сдвига 100 с (RU 2558591 C2, 10.08.2015).
Недостатками изделий, для изготовления которых применяется данная композиция, являются недостаточная прочность, затруднения при использовании в широком диапазоне температур.
Известна полимерная композиция, включающая по меньшей мере 94,5 мас.% полиэтилена и добавки (US 2003105198 A1, 05.06.2003).
Недостатками изделий, для изготовления которых применяется данная композиция, являются низкая морозоустойчивость, недостаточная прочность к нагрузкам на растяжение.
Известны плавучие понтоны, изготовленные из полимера Lupolen 5261Z, включающие корпус и проушины для крепления (http://magicfloat.ru/ru/product/plastikovye-pontony/sb105/). Данные устройства могут быть использованы как в качестве плавучих переправ или мостов, так и с рекреационными целями, для организации зон отдыха на воде, площадок для культурно-массовых мероприятий.
Технической проблемой является недостаточная прочность полимерных изделий, недостаточная устойчивость к ударным нагрузкам, недостаточная морозостойкость, невозможность их использования в широком диапазоне температур, как высоких, так и низких.
Задачей при разработке данной композиции являлось получение полимерной композиции, которая могла бы быть применима при изготовлении, например, плавучих понтонов, пирсов. Такая композиция должна обладать высокими характеристиками прочности, устойчивости к ударным нагрузкам. Эксплуатация изделий, для изготовления которых разрабатывается полимерная композиция, должна осуществляться при широком диапазоне температур.
Разработана полимерная композиция, включающая: полиэтилен 293-285 Д или полиэтилен HD10530 LB 54-74 масс.%, полиэтилен Lupolen 5261z или Lupolen 4261 AG или Taisox 5701 20-40 масс.%, добавку УФ-стабилизатора 2 масс.%, добавку антистатическую 2 масс.%, краситель 2 масс.%, так, чтобы сумма составляла 100 масс.%.
На основе полимерной композиции изготавливается плавучий понтон, включающий корпус, проушины для крепления.
В частном случае корпус имеет форму цилиндра.
В частном случае корпус в своём сечении имеет форму четырёхугольника со скруглёнными углами.
Верхняя поверхность корпуса выполнена гладкой или шероховатой. Шероховатая поверхность уменьшает скольжение.
Техническими результатами являются существенно увеличенные, по сравнению с известным уровнем техники, показатели прочности, устойчивости к ударным нагрузкам, нагрузкам при растяжении.
Изделия, изготовленные из разработанной полимерной композиции, морозоустойчивы, их эксплуатация может осуществляться при широком диапазоне температур.
Ниже приводятся таблицы испытаний изделий, изготовленных с использованием предлагаемой полимерной композиции.
Таблица 1
<b>№ п/п</b>
<b>Наименование показателя</b>
<b>Ед. измерения</b>
<b>Результат испытаний</b>
<b>35% Lupolen 5261Z + 59% полиэтилен 293-285 Д + модифицирующие добавки</b><b>(УФ-стабилизатор 2 масс. %, добавка антистатическая 2 масс.%, краситель 2 масс.%)</b>
<b>35% Lupolen 5261Z + 55% полиэтилен 293-285 Д+ модифицирующие добавки</b>
<b>полиэтилен 293-285 Д + модифицирующие добавки</b>
1
Прочность при растяжении
МПА
20,5
15,0
13,6
2
Предел текучести при растяжении
МПА
25
24,2
18,0
3
Относительное удлинение при растяжении
%
>920, без разрыва
>917, без разрыва
>311, без разрыва
4
Ударная вязкость по Шарпи
кДж/м<sup>2</sup>
115, без разрушения
110, без разрушения
84,7, без разрушения
5
Морозостойкость (по испытанию на ударную вязкость по Шарпи) при - 50°C
кДж/м<sup>2</sup>
190, без разрушения
174, без разрушения
133,9, без разрушения
6
Морозостойкость (по испытанию на ударную вязкость по Шарпи) при - 60°C
кДж/м<sup>2</sup>
192, без разрушения
177, без разрушения
130,2, без разрушения
7
Прочность крепежного кольца
кг
1800, без разрушения
1500, без разрушения
1300, без разрушения
Таблица 2
<b>№ п/п</b>
<b>Наименование показателя</b>
<b>Ед. измерения</b>
<b>Результат испытаний</b>
<b>20% Lupolen 5261Z + 74% полиэтилен 293-285 Д + модифицирующие добавки (УФ-стабилизатор 2 масс. %, добавка антистатическая 2 масс.%, краситель 2 масс.%)</b>
<b>35% Lupolen 5261Z + 55% полиэтилен 293-285 Д+ модифицирующие добавки</b>
<b>полиэтилен 293-285 Д + модифицирующие добавки</b>
1
Прочность при растяжении
МПА
18,5
15,0
13,6
2
Предел текучести при растяжении
МПА
24,5
24,2
18,0
3
Относительное удлинение при растяжении
%
>918, без разрыва
>917, без разрыва
>311, без разрыва
4
Ударная вязкость по Шарпи
кДж/м<sup>2</sup>
113, без разрушения
110, без разрушения
84,7, без разрушения
5
Морозостойкость (по испытанию на ударную вязкость по Шарпи) при - 50°C
кДж/м<sup>2</sup>
190, без разрушения
174, без разрушения
133,9, без разрушения
6
Морозостойкость (по испытанию на ударную вязкость по Шарпи) при - 60°C
кДж/м<sup>2</sup>
192, без разрушения
177, без разрушения
130,2, без разрушения
7
Прочность крепежного кольца
кг
1700, без разрушения
1500, без разрушения
1300, без разрушения
Таблица 3
<b>№ п/п</b>
<b>Наименование показателя</b>
<b>Ед. измерения</b>
<b>Результат испытаний</b>
<b>40% Lupolen 4261Z + 54% полиэтилен 293-285 Д + модифицирующие добавки</b><b>(УФ-стабилизатор 2 масс. %, добавка антистатическая 2 масс.%, краситель 2 масс.%)</b>
<b>35% Lupolen 5261Z + 55% полиэтилен 293-285 Д + модифицирующие добавки</b>
<b>полиэтилен 293-285 Д + модифицирующие добавки</b>
1
Прочность при растяжении
МПА
22,5
15,0
13,6
2
Предел текучести при растяжении
МПА
27
24,2
18,0
3
Относительное удлинение при растяжении
%
>925, без разрыва
>917, без разрыва
>311, без разрыва
4
Ударная вязкость по Шарпи
кДж/м<sup>2</sup>
120, без разрушения
110, без разрушения
84,7, без разрушения
5
Морозостойкость (по испытанию на ударную вязкость по Шарпи) при - 50°C
кДж/м<sup>2</sup>
195, без разрушения
174, без разрушения
133,9, без разрушения
6
Морозостойкость (по испытанию на ударную вязкость по Шарпи) при - 60°C
кДж/м<sup>2</sup>
195, без разрушения
177, без разрушения
130,2, без разрушения
7
Прочность крепежного кольца
кг
1900, без разрушения
1500, без разрушения
1300, без разрушения
Таблица 4
<b>№ п/п</b>
<b>Наименование показателя</b>
<b>Ед. измерения</b>
<b>Результат испытаний</b>
<b>40% Taisox 5701 + 54% полиэтилен 293-285 Д + модифицирующие добавки</b><b>(УФ-стабилизатор 2 масс. %, добавка антистатическая 2 масс.%, краситель 2 масс.%)</b>
<b>35% Lupolen 5261Z + 55% полиэтилен 293-285 Д + модифицирующие добавки</b>
<b>полиэтилен 293-285 Д + модифицирующие добавки</b>
1
Прочность при растяжении
МПА
19,0
15,0
13,6
2
Предел текучести при растяжении
МПА
25
24,2
18,0
3
Относительное удлинение при растяжении
%
>920, без разрыва
>917, без разрыва
>311, без разрыва
4
Ударная вязкость по Шарпи
кДж/м<sup>2</sup>
115, без разрушения
110, без разрушения
84,7, без разрушения
5
Морозостойкость (по испытанию на ударную вязкость по Шарпи) при - 50°C
кДж/м<sup>2</sup>
190, без разрушения
174, без разрушения
133,9, без разрушения
6
Морозостойкость (по испытанию на ударную вязкость по Шарпи) при - 60°C
кДж/м<sup>2</sup>
193, без разрушения
177, без разрушения
130,2, без разрушения
7
Прочность крепежного кольца
кг
1800, без разрушения
1500, без разрушения
1300, без разрушения
Таблица 5
<b>№ п/п</b>
<b>Наименование показателя</b>
<b>Ед. измерения</b>
<b>Результат испытаний</b>
<b>40% Taisox 5701 + 54% полиэтилен HD10530 LB 54-74 масс.%, + модифицирующие добавки</b><b>(УФ-стабилизатор 2 масс. %, добавка антистатическая 2 масс.%, краситель 2 масс.%)</b>
<b>35% Lupolen 5261Z + 55% полиэтилен 293-285 Д + модифицирующие добавки</b>
<b>полиэтилен 293-285 Д + модифицирующие добавки</b>
1
Прочность при растяжении
МПА
18,0
15,0
13,6
2
Предел текучести при растяжении
МПА
25
24,2
18,0
3
Относительное удлинение при растяжении
%
>919, без разрыва
>917, без разрыва
>311, без разрыва
4
Ударная вязкость по Шарпи
кДж/м<sup>2</sup>
115, без разрушения
110, без разрушения
84,7, без разрушения
5
Морозостойкость (по испытанию на ударную вязкость по Шарпи) при - 50°C
кДж/м<sup>2</sup>
185, без разрушения
174, без разрушения
133,9, без разрушения
6
Морозостойкость (по испытанию на ударную вязкость по Шарпи) при - 60°C
кДж/м<sup>2</sup>
190, без разрушения
177, без разрушения
130,2, без разрушения
7
Прочность крепежного кольца
кг
1800, без разрушения
1500, без разрушения
1300, без разрушения
Полимерную композицию можно получить, например, следующим образом.
В миксер загружают компоненты полиэтилен 293-285 Д и полиэтилен Taisox 5701, предварительно их перемешивают, добавляют требуемое количество добавок в виде стабилизатора, антистатической добавки, красителя, перемешивают.
Температурная обработка происходит в экструдере оборудования во время подачи материала.
На фиг.1 показано возможное конструктивное выполнение плавучего понтона на основе разработанной полимерной композиции. Понтон включает основную часть, корпус (поз.1), проушины для крепления (поз.2), что позволяет фиксировать понтоны друг к другу или к другим береговым или плавучим сооружениям.
Корпус понтона может иметь форму, например, цилиндра. Форма корпуса может быть, например, такой, что корпус в своём сечении имеет форму четырёхугольника со скруглёнными углами.
Верхняя поверхность корпуса выполнена гладкой или шероховатой.
Изготовление плавучего понтона на основе разработанной полимерной композиции позволит значительно увеличить срок его эксплуатации, обеспечить возможность эксплуатации как при высоких, так и при низких температурах, в том числе в условиях зимнего времени.
Плавучие понтоны могут быть использованы как в качестве плавучих переправ или мостов, так и с рекреационными целями, для организации зон отдыха на воде, площадок для культурно-массовых мероприятий.
Несмотря на то что полимерная композиция и изделия из неё производятся методами, известными из уровня техники, при изготовлении разработанной полимерной композиции используются компоненты, также известные из уровня техники, новая композиция обладает некоторыми важными характеристиками, существенно выделяющими её из общего уровня, что позволяет рекомендовать разработанную полимерную композицию для изготовления различных изделий, где требуется прочность, устойчивость к ударным нагрузкам, устойчивость к нагрузкам на растяжение, необходимость эксплуатации в широком диапазоне температур.
В частности, разработанная полимерная композиция может применяться для изготовления изделий для водной среды, например, плавучих понтонов.