Наполнение древесно-полимерного композита

[Iron Smile]

Господа!!! Я дико извиняюсь !!! Произвожу гранулу- не конеч.продукт......но...наполняю чем попало минеральным 30-40%- речь про олефины....причем у талька плотность очень сильно выше чем у обсуждаемой проблемы......гранула зараза такая не тонет....стандартный брусок/весло не тонет... Плотность- стандартый лаб.брусок(ДШВ=V)....реторда с делениями=V воды...дальше Архимед...=1.06......1.19(у гидрооксида,тяжёлый гад)...на фоне Ваших расчетов кажусь сам себе Коперфилдом. С Уважением.

В продолжение темы с чудесами плотности... Возьмем пресловутый ДПК. Когда некий производитель сделает изделие с плотностью 1,3-1,4, то чуть из штанов не выскакивают рассказываю миру об этом чуде. Но вот как? Плонтность основы - полиолефинов - 0,9-0,95, средний процент ввода 25-30%. Наполнитель - древесная мука, насыпная плотнность 0,35-0,55 (от влажности и породы древесины) введение 65-70% (даже в цельной древесине плотность не превышает 0,6-0,8), Остальное - аддитивы, со средней плотностью 1,0-1,1. а теперь вопрос знатокам, как получается такая плотность?
Вопрос второй. Композиция ПП-блок + микрокальцит. Конкурент - аналог нашего композита - Армлен с 40% введением микрокальцита, весит (по паспорту) 1,23-1,27), мы же, как не стараемся, превысить 1,1-1,13, не получается (чем успешно пользуемся), готовое изделие весит на 10-15% меньше... вопрос знатокам, в чем дело, только ли в кальците? Довольно существенная разбежка получается...

[Maks42]

ПП с 40% СаСО3 не может иметь плотность 1,10-1,13 г/см3, это плотность для 30% СаСО3.
Вы не путаете плотность ДПК на основе ПВХ с плотностью ДПК на основе ПО?

[Iron Smile]

ПП с 40% СаСО3 не может иметь плотность 1,10-1,13 г/см3, это плотность для 30% СаСО3.
Вы не путаете плотность ДПК на основе ПВХ с плотностью ДПК на основе ПО?

Кальцита там в самом деле 38%. Ну полагаю 2% не сильно повлияют на точность...
Относительно ДПК, то у меня на столе лежит кусок декинговой доски. В общем, как Архимед, считал его объем, взвешивал. Получается 1260 - 1280 кг/м3. Точный состав не знаю, но полагаю не сильно отличается от вышеописанного... И то что основа ПЭ = 100%

[Maks42]

Могу бесплатно провести анализ Вашего образца ПЭ + 38% СаСО3 на зольность и плотность, а результаты выложить на форум.
При расчете плотности ДПК надо использовать не насыпную плотность древесины, а истинную плотность уплотненной древесины.

[Iron Smile]

Могу бесплатно провести анализ Вашего образца ПЭ + 38% СаСО3 на зольность и плотность, а результаты выложить на форум.
При расчете плотности ДПК надо использовать не насыпную плотность древесины, а истинную плотность уплотненной древесины.

1. Отличная идея! Только пара нюансов. У нас не ПЭ а ПП. И главное - только с тем условием, что одновременно будут проэксперементированы 40%-й Армлен (я так понимаю, что доступ к нему имеется), наш и ещё чей нибудь композит, к примеру Росавтопласт, КЗПМ или Рускомпаунда. Т.е. 3-4 конкурирующих 40% состава. будет интересно!
2. Я выше привел сравнительные плотности, насыпную - древесной муки и фактическую цельной древесины. Вот и возникает вопрос,если компоненты существенно ниже плотностью, то как получается что при расчете выходит 700-1000 кг/м3, а в деле существенно выше?! Может все же немного жульничают производители ДПК, мелок подсыпают?))
А если серьезно, то все же не до конца понимаю причин такой разбежки в плотности...

[Maks42]

1. Можете предоставить пронумерованные образцы без расшифровки марки и производителя.
2. Я нигде не нашел истинной плотности древесины и даже не представляю как ее измерить, по логике надо высушить древесину, а потом запрессовать ее при очень большом давлении для удаления пор. Как мне кажется, правильнее использовать плотность целлюлозы 1,5 г/см3, а мелка, конечно, подсыпают, но не много.

[Iron Smile]

Maks42, отлично! По поводу образцов - начинаю подбирать. Как договоримся передать образцы, думаю в личке спишемся?
А по поводу ДПК. наполняют ее не целлюлозой, а опилками (зачастую именно опилками - знаю что идет фракция 200-500). Т.е. лигнин он также остается в массе. ЧТо сыпят? Судя по форумам предпочитают лиственные породы, но где же их на всех набраться? Судя по рассказам практиков - бодяжат, добавляют хвойные породы. Пропорции я понятно, не знаю.

http://www.drevesinas.ru/woodstructura/phisical/6.html
это ссылка с плотностью древесины. Получается что средняя плотность - 500-600. Но все это в пределах погрешности. так откуда же берется такая плотность в ДПК?

[Maks42]

500-600 кг/м3 к истинной плотности не имеет никакого отношения и не может быть использовано при расчетах. Почитайте про отличие истинной плотности от кажущейся. Целлюлоза - основа древесины.

[Maks42]

Второй компонент древесины - лигнин, тоже имеет плотность около 1,5 г/см3, поэтому истинную плотность древесины можно считать условно равной 1,5 г/см3.

[stup_mened]

Получается что средняя плотность - 500-600. Но все это в пределах погрешности. так откуда же берется такая плотность в ДПК?

По этим граблям проход совершается регулярно...
При измельчении древесины ее пористая структура уничтожается, из-за чего нельзя говорить об использовании продукта с плотностью 0.5-0.6.

[Iron Smile]

Бесспорно, структура цельной древесины уничтожается и она становится нам известна как опилки или древесная мука. Ладно, прошел экструдат наполненный древесным наполнителем через огромное давление. Уплотнились они в некоторой степени, т.е. получается в 3-5 раз? Фигня какая-то... И хотя структура дерева разрушена, но собственно опилки никуда не делись.
Пойдем в начало топика про экономическую эффективность. По идее, нам необходимо получить более легкое изделие, а не трамбовать до отказа... И если несколько смешать боб с горохом, то выходит, что мраморная мука, она же микрокальцит, она же мел, должны иметь в грануле плотность в несколько раз превышающую плотность мраморной скалы... Ведь в реальности это не происходит и плотность наполненного полимера снижается по отношению к первоначальным значениям полимерной основы и наполнителя.

[Maks42]

И если несколько смешать боб с горохом, то выходит, что мраморная мука, она же микрокальцит, она же мел, должны иметь в грануле плотность в несколько раз превышающую плотность мраморной скалы...

По моей информации мрамор в отличие от древесины имеет очень низкую исходную пористость.

[vell58]

Плотность древесных топливных гранул или брикетов
(где есть и целлюлоза, и лигнин) = 1100-1400 кг/куб.м.
Разница, я думаю, зависит от влажности и породы древесины.

[Виктор Глебов]

Плотность древесины ели - 450 кг на кубометр.
Плотность древесины дуба - 690 кг на кубометр.
Палисандр - 1000 кг на кубометр.
Черное дерево - 116 кг на кубометр.
Истинная плотность древесного наполнителя на самом деле близка к плотности целлюлозы.
Плотность смесей рассчитывается в соответствии с массовой долей каждого компонента, то есть 40% - это массовая доля 0,4, и так далее.
Таким образом при наполнении 60% мы имеем 0,6*1,5+0,4*0,95= 1,28 - это максимально достижимая плотность древесно наполненного композита, минеральная составляющая ничтожна для древесины, поэтому не может радикально повлиять на плотность. Следовательно при плотности композита выше рассчитанной величины, то это уже влияние минеральных добавок.
Но дилема все же обозначилась, и я пока не смог в ней разобраться.
В соответствии с учебниками плотность смеси равна сумме произведений плотностей компонентов на их массовую долю в смеси.
Возьмем меловой концентрат 60%
0,6*2,6+0,4*0,95=1,94, в результате наличия микропор и микродефектов реальная плотность такого концентрата оценивается на уровне 1,85 - 1,9.
Теперь:
60 кг мела - истинный объем 60/2,6=23,07
40 кг ПЭ 40/0,95=42,11
23,07+42,11=65,17 литров на 100 кг смеси.
100/65,7=1,53
Где нессответствие??

[casper]

Черное дерево - 1100кг/куб. м.

[Iron Smile]

Как вы понимаете, ДПК с дубом, палисандром тем паче с черным деревом - во всем мире, стремится к "0". В "нашем" ДПК, береза, а то и сосна с елью. Средняя плотность - 0,5-0,55. Вводят в состав 70-75%.
Т.е. 0,55х0,7=0,385
+ 0,92х0,25=0,23
+ аддитивы
---------------------
= 0,675 -0,7 кг/м3 Это рассчетная плотность.
Даже если принять во внимание уплотнение древесных опилков в экструдере, то получается что в 2 раза... Вы попробуйте кусок дерева затолкать под пресс. Если приложить усилие 100-200 тонн, может кусок и станет в 2-3 раза плотнее и тяжелее, что вряд ли достижимо в экструдере.
Так где же собака зарыта?

[casper]

Как вы понимаете, ДПК с дубом, палисандром тем паче с черным деревом - во всем мире, стремится к "0". В "нашем" ДПК, береза, а то и сосна с елью. Средняя плотность - 0,5-0,55. Вводят в состав 70-75%.
Т.е. 0,55х0,7=0,385
+ 0,92х0,25=0,23
+ аддитивы
---------------------
= 0,675 -0,7 кг/м3 Это рассчетная плотность.
Даже если принять во внимание уплотнение древесных опилков в экструдере, то получается что в 2 раза... Вы попробуйте кусок дерева затолкать под пресс. Если приложить усилие 100-200 тонн, может кусок и станет в 2-3 раза плотнее и тяжелее, что вряд ли достижимо в экструдере.
Так где же собака зарыта?

Нашли с чем сравнивать, давление в хорошем экструдере в 300атм считается нормальным. Вот и посчитайте какая плотность при этом будет.

[леха]

опять плотность както не так считаете - в примере 60% мел и 40%нд =1,53 .
с деревяшкой просто считайте что чем мельче помол, тем выше плотность ( древесина-вспененный пэ,дроблением плотность повысим). :)

[stup_mened]

В "нашем" ДПК, береза, а то и сосна с елью. Средняя плотность - 0,5-0,55. Вводят в состав 70-75%.
Т.е. 0,55х0,7=0,385
+ 0,92х0,25=0,23
+ аддитивы
---------------------
= 0,675 -0,7 кг/м3 Это рассчетная плотность.

Так где же собака зарыта?

Iron Smile, Вам надо как-то выйти из цикла...
Собака зарылась в первой строчке - из-за измельчения вводится не 0.55, а 1,4-1,5.
До меня тоже тяжело доходило.

[NIC]

Согласен поисковик выдал плотность целлюлозы 1,5 думаю от сорта древесины не сильно зависит эта цифра

[леха]

Очень интересная тема получилась,если вес изделия на опилках будет примерно равен весу изделия на древесной пыли ( тут с моей глупостью можно додумать что в опилках пустоты древесины заполняются полимером,а во втором случае пустот меньше,а плотность приближается к плотности древесного вещества ).
Плотность деревяшки может стать выше единицы и без давления ,в естественных условиях лесосплава ( тупо замещением пустот водой+ плотность древесного вещества,одинакового для разных пород древесины) ,ствол лиственницы утонет ,проморится и на этих сваях смогут построить собор в Питере .
При расчете ошибка в том что умножениеммассы(0,6) на плотность(2,6) найдем не плотность,и не объем( не знаю что ).А вот вычислить объем каждого компонента разделив массу на плотность можно .
60%=0,6 это m1.
V1= 0,6:2,6=0,23
V2=0,4:0,95=0,421
V1+V2=V смеси=0,651

Единицу:0,651=1,5360983

[Виктор Глебов]

0,6 это не масса, а массовая доля вещества в смеси. Формула расчета плотности смеси взята из учебников, и многократно подтверждена на практике (попробуйте сами, уверяю формула верна). Просто не понятно, почему, казалось бы очевидный вариант расчета дает другую цифру. Ну это к вопросам теории.
Плотность различных пород древесины я так же взял из общедоступной литературы, вполне возможно, что разные источники могут приводить несколько отличающиеся данные. Просто такая сравнительная плотность показывает, что чем выше степень упаковки "древесного вещества" (термин Лехи мне понравился), тем ближе эта плотность к истинной.
Тему уплотнения древесного вещества можно продолжить:
Мэйсонит (или фибра) - экспандированная и прессованная древесина, к тому же и термопластичная.
Набирающая сейчас моду технология термодревесины (пропаривание и прессование), по которой из бросовых пород древесины получают материал не уступающий по свойствам ценным породам.
Поэтому правильно подготовленный древесный наполнитель, правильно смешанный с полимером, правильно отформованный дает плотность близкую к расчетной. Будем мы работать с мукой или с опилками неважно.
Методом прямого прессования я достаточно легко получаю плотность не ниже 1,35, при содержании древесного наполнителя на уровне 70 - 75%. В экструдере ситуация несколько сложнее. Поэтому люди и впадают в эйфорию, когда удается получить то, что долго и упорно старались получить, процесс очень инерционный, и для получения нужного результата необходимо большое терпение, которого у всех нас зачастую не хватает.

[леха]

Плотность это масса разделеная на объем.
СУММА ПРОИЗВЕДЕНИЙ МАССОВЫХ ДОЛЕЙ НА ПЛОТНОСТИ НЕ ЕСТЬ ПЛОТНОСТЬ ! что угодно( хоть модуль молодежи, калортйность) НО НЕ ПЛОТНОСТЬ .
В каком учебнике считают что будет не 1,53?

[Виктор Глебов]

Просто измерьтее плотность Вашего мелонаполненного концентрата

[Iron Smile]

Разрядим обстановку...
Это скорее из раздела "Анекдоты", но он про плотность.
Сын "Нового русского" приходит со школы домой. Смотрит, отец мочится в раковину...
Сын:
- Папа, ты знаешь что такое "чистоплотность"?!
Новый русский:
- нууууу.. сынок... ты меня совсем за лоха держишь, "чисто, плотность", это "чисто" вес деленый на" чисто" объём...

[леха]

Да, как тут не снять шляпу перед его величеством полимером ? Или не так страшен черт ...?
Полимер разбухает в растворе растворителя с уменьшением общего объема.Спирт с водой также смешиваются с уменьшением объема .И любые экспериментальные замеры плотности если и не соответствуют расчетным значениям( правильно расчитанным) могут говорить о не точном анализе ,а не расчете .Если же часть объема теряется ,то сравнив график расчетной плотности( правильно расчитанной) и график замеренной плотности даст наглядную зависимость .Пусть даже при 0% наполнителя плотность расчетная и замеренная не совпадут - важно как эта разница изменится при 20% наполнителя,при 80% ....Неужели этим не заморачивались люди умеющие мерить плотность ?А если параллельно эти же смеси использовать и в экструзии( материала который не разбухает- чтоб не думалось) и литье под давлением - реальная картинка получится .А то плотность земного ядра насчитали ,плотность солнышка тоже ,даже плотность человека посчитали без превращения его в фарш и замеров ,а вот с пластмассой и наполнителем засада ....

[леха]

www.dpk-deck.ru/page/sostav.html
Просто деревяшка при экструзии спресовывается до 1,4 ,а полимер снижает плотность + пустоты из за плохой смачиваемости - всё просто и доходчиво .