Samovyztužení polyolefinů

Abstract

Předložená práce je věnována samovyztužující technologii pomocí kontinuálního vytlačování. Za účelem výroby samovyztužených extrudátů z polyolefinů byla sestavena experimentální vytlačovací linka, skládající se z konvenčního jednošnekového vytlačovacího stroje, zubového čerpadla generujícího vysoký tlak a speciálně navržené vytlačovací hlavy. Ta obsahovala semihyperbolický sbíhavý kanál, jenž měl zajišťovat vysoké procento elongačního toku v tavenině, a tím vysokou molekulární orientaci. Vysoký tlak spolu s nízkými teplotami vytlačovací hlavy pak způsoboval krystalizaci, jež zajistila fixaci nadloužených polymerních řetězců, a to již v hlavě samotné. Pro ověřování funkčnosti linky při výrobě samovyztužených profilů bylo vybráno několik druhů lineárních polyolefinů (vysokohustotní polyetylény a izotaktické polypropylény). Byly hledány nejvhodnější procesní podmínky pro daný materiál, vedoucí k největšímu efektu samovyztužení. Bylo zjištěno, že ne všechny zvolené polymery jsou pro tuto technologii vhodné. Navíc k efektu samovyztužení dochází jen v úzkém zpracovatelském okně, při relativně nízkých teplotách a vysokém tlaku. Struktura a vlastnosti extrudátů s kruhovým a obdélníkovým profilem byly dále sledovány pomocí optické a elektronové mikroskopie, rentgenografie, diferenční skenovací kalorimetrie a tahové a dynamicko-mechanické analýzy. Bylo zjištěno, že extrudáty, u nichž byl efekt samovyztužení úspěšně dosáhnut, jsou vysoce orientované ve směru vytlačování a jejich struktura je fibrilární. Díky této struktuře jsou zlepšeny nejen termální vlastnosti, ale zejména vlastnosti mechanické, a to především požadovaná pevnost v daném směru. Funkčnost linky vybavené semihyperbolickou vytlačovací hlavou v technologii samovyztužení byla tedy jednoznačně prokázána.