Форум о полимерах ПластЭксперт

Добрый день.

ИСТОРИЯ ВОПРОСА
Для производства лодочной ткани ТПУ в России проводим расчет оборудования и подбор технологиии изготовления.
Ключевым параметром расчета является вязкость ТПУ расплава и величина адгезии на раздир сварного шва производимой ткани.
Для лодочной ткани адгезия на раздир должна быть не менее 9кгс/см2.

В Китае несколько производителей такой ткани. Значение адгезии ТПУ слоя очень низкое - порядка 2кгс/см2. ТПУ слой легко отрывается руками.
Большинство фабрик в Китае производят такую ткань или ламинируя ткань уже произведенной пленкой ТПУ или используя для производства
экструзионные линии для горячей ламинации.
Производители ламинаторных линий за три месяца так и не предоставили данных по величине давления в календерном блоке.
По размеру валков и конструкции можно предположить величину давления стандартную для линии изготовления пленки - около 60кгс/см2.
Производители линий экструзионного каландрирования предлагают использовать линии с величинами давления на вальцах около 500кгс/см2 и весом календерного блока около 25 тонн.

ПРОБЛЕМА
Для прочного соединения слоя ТПУ и ткани основы необходимо чтобы расплав преодолел поровое давление волокон ткани и пропитал ткань полностью.
Согласно расчетам и практическому опыту производителей для этого необходимы давления и время примерно равные условиям производства тканей с каучуковыми и резиновыми покрытиями. Эта практика обусловлена тем, что вязкость расплава ТПУ примерно равна вязкости расплава резины и каучуков - 30-45 единиц Муни. Для резины необходимо давление около 350-500 кгс/см2. Такое давление проектируют производители линий экструзионных календеров. Также в линиях эктрузионной ламинации некоторые производители ставят тяжелый блок каландрирования рассчитанный на такое давление.
Одним из путей снижения веса оборудования и энергозатрат в календровом блоке является снижение вязкости расплава ТПУ.
Снижение вязкости расплава позволяет на порядок снизить величину требуемого давления и использовать более легкое оборудование.
Сущестует несколько патентов на снижение вязкости расплава ТПУ. Держатели патентов Хенкель и BASF.
По запросу готов предоставить материалы использованные при оценке проектирования.

ЗАДАЧА
Прошу администрацию форума разрешить обсудить проблему снижения вязкости ТПУ расплава и проектирования технического процесса производства лодочной ткани ТПУ на форуме.
В решении проблемы заинтересованы несколько участников проекта.
Готовы ответить на вопросы и обсудить сотрудничество.

С уважением
Строганов Александр

Одним из предлагаемых решений является предварительная пропитка ткани термоклеем на основе термореактивного полиуретана.
Вязкость термоклея примерно в десять раз ниже вязкости ТПУ. Термоклей можно наносить распылением. Такое оборудование уже используется в текстильной промышленности.
В том случае если горячая пленка ТРУ прочно соединится с клеем пропитавшим основу можно получить ткань с итоговой высокой адгезией.

Неизвестной величиной является поведение термоклея при высокой температуре при которой пленка ТПУ наносится на ткань.
Также неизвестна величина итоговой адгезии материала.

У нас есть побочные наработки по снижению вязкости тпу. Но там вязкость и прочность взаимосвязаны.
Вам какие диапазоны вязкости и прочности нужны?

Можно пропитывать ткань жидким ПУ праймером.
Для снижения вязкости ТПУ обычно используют пластификаторы вплоть до стандартных ДОФ/ДОТФ.

Добрый день.

Очень благодарен специалистам форума за конструктивное участие в обсуждении.
Критическим параметром является адгезия покрытия ТПУ к ткани основы. Значение адгезии должно быть не ниже 9кгс/см2

Текстильный каландер может обеспечить давление порядка 60кгс/см2. Соответственно вязкость расплава должна быть достаточно низкой для того чтобы расплав успел преодолеть поровое давление волокон ткани и пропитать всю толщу ткани.
Для водорастворимых пропиток с которыми работают текстильные каландры значение вязкости примерно равно вязкости термоклея - 3000-10 000 mPa·s
Значение вязкости расплава ТПУ значительно выше - около 100000 - 500000 mPa·s

Существует датский патент на добавки в ТПУ снижающие вязкость расплава примерно в десять раз.
https://findpatent.ru/patent/271/2712178.html

В тексте патента достаточно подробна описана наша задача.
Цитата==
Они требуют температур обработки выше 160°C, типично 180-220°C, и они имеют очень высокую вязкость расплава, типично от более 100000 до 500000 мПа⋅с в этом высокотемпературном диапазоне. Для того чтобы расплавить эти материалы до достаточной мягкости, чтобы они могли течь, для нанесения требуются высокие температуры, а также высокие скорости сдвига. Поэтому для обработки таких TPU, как при получении этих TPU, так и при их использовании, применяются дорогостоящие экструдеры. Кроме того, эти полимеры имеют низкую термостабильность, т.е. при выдерживании длительное время при высоких температурах обработки полимерные цепи распадаются на цепи с более низкой молекулярной массой, что приводит к существенному ухудшению, как вязкости расплава, так и механических свойств. В результате очень высокой вязкости, высоких скоростей сдвига при получении и плохой термостабильности, эти TPU нельзя использовать в стандартном оборудовании, применяющемся для нанесения типичных термопластичных термоплавких клеев.
https://findpatent.ru/patent/271/2712178.html
© , 2012-2023

Для изготовления лодок обычно используют два типа ткани ТПУ.
Первый используется для выклейки камер баллонов. Для этой ткани важно значение адгезии к основной ткани - не ниже 9кгс/см2. Эта ткань относительно тонкая - 100гр/см2
Второй тип ткани используют для изготовления силовых баллонов.
Эта ткань толстая и ее обычно делают на календрах с давлением на валках 500кгс/см2. На оборудовании которое мы можем поставить мы планируем обеспечить давление на валках порядка 100кгс/см2.
Соответственно вязкость расплава для пропитки ткани должна быть не выше 35 000 - 50 000 мПа-с

Если удастся подобрать клеевую пропитку с низкой вязкостью и высокой адгезией к основной пленке ТПУ возможно это будет решением.
Снижение температуры расплава основного покрытия ТПУ также возможно, однако необходимо определить в какой мере будет снижатся прочность пленки.


Благодарю участников форума за указание на возможность использовать пластификаторы и пропитку ткани ПУ праймером.
Поработаю этот вопрос и напишу о результатах.

С уважением
Александр Строганов.

Китайские производители оборудования для экструзии поддтвердили необходимость использования праймера PUR при изготовлении ткани ТПУ с высокой адгезией. Состава праймера они не знают, знают только что он бывает экологичный и не экологичный.
Ткань пропитывается праймером на отдельностоящем оборудовании и сматывается в рулоны.
На экструзионный ламинатор ткань пропитанная праймером поступает из рулона.
Ткань пропитанная праймером без нанесения ТПУ также используется в производстве. Например такую ткань делают в Чехословакии.

Экологичный и не экологичный праймер очевидно это PUR c использованием растворителей и термопластичный PUR.
Оборудование для нанесение праймеров PUR используется при изготовлении медицинских и других технических тканей методом разбрызгивания или экструзионного каландрирования с удельным давлением порядка 60кгс/см2.

Пока ни один китайский производитель не представил образцов ткани ТПУ с грунтовкой. В результате китайские ткани ТПУ имеют максимальную адгезию в 7-10 раз ниже чем ткани изготовленные по технологии с грунтовкой.

Плюсом технологии с грунтовкой является то что пленка ТПУ по сути приклеивается к основе. Вопрос в том возможно ли при этом процессе использовать уже произведенную на экструзионной линии готовую пленку ТПУ.

Второй вопрос что состав праймера пока не известен ни китайцам ни нам. Можно попробовать пропитывать ткань различными сортами PUR методом научного тыка, но будет лучше найти менее пещерное решение.

CenterRime писал(а): ↑

25 май 2023, 07:01

Чехословакии

CenterRime писал(а): ↑

25 май 2023, 07:01

Экологичный и не экологичный праймер очевидно это PUR c использованием растворителей и термопластичный PUR.

Раствор ТПУ в диметилформамиде.

Почитайте https://plastinfo.ru/information/articl ... ny21969501