Что такое компаунд?
Мировая полимерная промышленность выпускает огромный ассортимент полимеров, которые используются в различных отраслях, в зависимости от предъявляемых к ним требованиям. Крайне редко полимеры, которые отгружаются с завода-изготовителя, не имеют в своём составе каких-либо добавок. В подавляющем большинстве, они содержат, как минимум, антиоксиданты.
В производстве изделий из полимеров очень редко используется сырьё в «натуральном» виде. Для того, чтобы продукция обладала необходимыми свойствами и для облегчения процесса производства, к основному полимерному сырью нужно добавлять различные вещества – функциональные и процессинговые добавки, наполнители и красители.
Здесь возможны два варианта: если количество добавок небольшое, то их вводят непосредственно при изготовлении изделий. Такой вариант ввода добавок очень удобный, позволяет варьировать свойства продукции добавками, закупая одну-две марки основного сырья. Но есть множество изделий, к которым предъявляются специальные и повышенные требования по некоторым свойствам: УФ-стойкость, пониженная горючесть, ударная прочность, теплостойкость, стойкость к нефтепродуктам и т.д. В этом случае конечные изделия производят из композиционных материалов или компаундов.
Компаунды – это заранее изготовленные сложные композиции, включающие в себя полимерную основу (связующее) и необходимый состав функциональных добавок, наполнителей и/или красителей.
Характеристики
Полимерная основа
Компаунды бывают термопластичные и термореактивные. Это разделение подразумевает отношение связующего полимерного материала к нагреву, что обуславливает выбор методов его переработки.
Термопластичные компаунды – это полимерный материал, твердый при комнатной температуре, который размягчается и приобретает пластичность при нагреве, а при охлаждении затвердевает снова. Особенность этого материала в том, что размягчать и охлаждать до затвердевания его можно многократно. Термопластичные компаунды изготавливаются на основе термопластичных полимеров и могут быть переработаны вторично. Термореактивные компаунды изначально могут находиться в жидком или твёрдом состоянии. Они сшиваются под воздействием температуры, влаги и/или отвердителей и катализаторов. Такой материал используется однократно, после сшивки (отверждения) его нельзя повторно расплавить или растворить.
Термореактивные компаунды изготавливаются из эпоксидных, полиэфирных, модифицированных полиолефиновых, кремнийорганических и других смол. Как частный случай можно выделить ТЭП – термоэластопласты, произведенные на основе SEBS, SBS, EPDM и полиолефинов. Этот материал обладает пластичностью каучука в процессе эксплуатации, но при этом проявляет свойства термопластов в процессе переработки – переходит при нагреве в вязко-текучее состояние, что позволяет производить изделия из ТЭП традиционными методами – литьем под давлением и экструзией.
Наполнители
Применяются в большом количестве до 80%
В производстве компаундов используется несколько типов наполнителей, добавок и других полимеров в зависимости от требований, предъявляемых к композиционному материалу:
• «дешёвые» наполнители –– для снижения себестоимости компаунда: мел (микромрамор)
• Наполнители, придающие декоративный внешний вид изделию: древесная мука и др. природные наполнители
• Усиливающие (армирующие) наполнители, позволяющие значительно повысить прочностные, ударные и тепловые свойства компаунда: тальк, специальные марки мела, стекловолокно
Функциональные добавки
Для придания специальных свойств
Могут применяться в количестве от 0,05 до 50%
• Антипирены — снижают горючесть компаунда: гидроксид алюминия, гидроксид магния, бромсодержащие антипирены и др.
• Полимеры – для получения компаунда, который будет обладать преимуществами обоих полимеров (например, АБС + ПК, ПП + каучук ит.д.)
• УФ-стабилизаторы и антиоксиданты – для получения материалов, стойких к внешним воздействиям (УФ-излучение, высокая температура) в течение длительного срока эксплуатации
• Электропроводящие наполнители – для создания постоянного эффекта электрической проводимости в изделии: электропроводящая сажа
ПРОЦЕССИНГОВЫЕ ДОБАВКИ
• облегчают производство и переработку компаунда, но не влияют на его конечные свойства: воска, диспергаторы, скользящие добавки
ПИГМЕНТЫ И КРАСИТЕЛИ
• для окрашивания компаунда
В большинстве случаев при производстве компаундов вышеупомянутые добавки и наполнители используются в комбинации для получения требуемых свойств.
Например, компаунд АБС/ПК, трудногорючий, тальконаполненный, окрашенный
Виды компаундов
Наполненные компаунды
Используются для производства неответственных изделий, где требуется невысокая цена, которая достигается за счёт применения очень дешевого наполнителя (мел).
Изделия: плёнки, профили, литьевые изделия общего назначения.
Трудногорючие компаунды
Это компаунды, основным функциональным компонентом которых является антипирен. Такие материалы используются в случаях, когда на первом месте стоит свойство компаунда не распространять горение, не выделять токсичных веществ.
Изделия: панели для отделки, кабельные композиции, корпуса бытовой техники.
Теплостойкие и атмосферостойкие компаунды
Материалы с высокой стойкостью к атмосферным явлениям, которые могут непрерывно.подвергаться температурным и иным атмосферным воздействиям (УФ-излучение, перепады температур, осадки).
Изделия: кабель, панели для отделки зданий, детали автомобилей.
Ударопрочные компаунды
Компаунды с высокой стойкостью к ударным нагрузкам и высокими прочностными свойствами.
Изделия: корпуса бытовой техники, детали автомобилей.
Применение в промышленности
Компаунды как термопластичные, так и термореактивные широко применяются в различных отраслях промышленности, так как они во многих случаях заменяют металлы, способствуя снижению себестоимости и веса конечных изделий.
Строительство и отделка зданий
Различные трудногорючие, наполненные, ударопрочные, атмосферостойкие компаунды.
Автомобильная промышленность
Ударопрочные, с высокой рабочей температурой, высокой прочностью
Бытовая техника
Ударопрочные, с низким выделением летучих веществ, декоративные.
Кабельная промышленность
Трудногорючие безгалогеновые компаунды в качестве электроизоляционного материала, с низким дымовыделением и низкой токсичностью, высокой стойкостью к нефтепродуктам, высокой рабочей температурой.
