ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Регулирование поглощения ингибиторов пленками с помощью физических полей из "Полимерные пленки, содержащие ингибиторы коррозии" Идея модифицирования пленок с помощью жидкостей привлекает возможностью выполнения последними одновременно двух функций технологической среды и противокоррозионного компонента. Кроме того, ингибиторы коррозии в жидкой фазе можно ввести в пленку в больших количествах, чем из газовой фазы. Для научного обоснования промышленных технологий производства пленок необходимо понимание механизма модифицирования пленок жидкостями, включающего массообмен между компонентами полимерного материала и модифицирующими жидкостями. [c.124] На рис. 5.8 приведены данные по изменению массы ПЭ пленок с различным содержанием пластификатора - минерального масла (М) -в зависимости от времени контактирования с растворимым в ПЭ и М ингибитором коррозии ИФХАНГАЗ. Видно, что наибольшее увеличение массы характерно для пленок из непластифицированного ПЭ, а с ростом содержания пластификатора скорость поглощения пленками ингибитора заметно снижается. Эта закономерность усиливается с увеличением температуры ингибитора коррозии. [c.124] Считается, что введение в полимерные материалы пластификаторов, образующих растворы с модифицирующей жидкостью, способствует сорбции последней материалами [16]. Для выяснения причин расхождения этого мнения и данных рис. 5.8 определяли количество ингибитора, сорбированного пленками, титриметрическим методом, сравнивая основность вторичных и третичных аминов, содержащихся в исходном ИФХАНГАЗе и в жидкости, экстрагированной из образцов. Представленные в табл. 5.3 результаты измерений согласуются с классическими представлениями [54] о влиянии пластификации на сорбцию жидкостей полимерными материалами. Видно, что при содержании в ПЭ минерального масла менее 5% пластификация практически не влияет на сорбцию. Дальнейшее увеличение степени пластификации приводит к заметному возрастанию сорбции ингибитора. При концентрации масла 10% и более пленки имеют структуру пористой матрицы, заполненной пластификатором [16]. Механизм сорбции жидкостей такими пленками приобретает характер массообмена. Ингибитор как поверхностно-активное вещество вытесняет пластификатор из пор полимерной матрицы. Поскольку плотности ИФХАНГАЗа и масла равны соответственно 0,85 и 0,90 г/смЗ, гравиметрическими методами регистрируется уменьшение массы пластифицированных пленок в процессе сорбции. В то же время данные титриметрического метода однозначно свидетельствуют об увеличении количества ингибитора, сорбированного пленками. [c.125] СИТ ОТ структуры полимерной матрицы и глубины проникновения ингибиторов в ее поры. Эти закономерности составляют научное обоснование технологии получения полимерных пленок, содержащих ингибиторы коррозии в жидкой фазе. [c.126] Рассмотрим схемы технологических процессов изготовления полимерных пленок с ингибиторами в жидкой фазе. Если ингибитор плохо совместим с полимером, рукав экструдируют из смеси полимера и пластификатора, а ингибитор с помощью специального устройства подают на дорн экструзионной головки, приводя в контакт с рукавом так, что последний выполняет функции емкости, содержащей ингибитор (рис. 5.10). Материал рукава, находящийся в вязкотекучем состоянии, сорбирует ингибиторную жидкость, которая после охлаждения рукава и образования студня оказывается заключенной в порах полимерной матрицы преимущественно с внутренней стороны рукава. Дополнительное охлаждение рукава вследствие контактирования с жидким ингибитором компенсируют путем регулирования температур ингибитора и воздушных потоков, используемых для обдува и раздува рукава. Недостаток такой технологии состоит в том, что пластификатор равномерно распределен во всем объеме пленки, что увеличивает ее проницаемость по отношению к коррозионным средам. [c.126] Расход ингибитора и его содержание в пленке, изготовленной по таким технологиям, можно регулировать, изменяя температуру ингибитора, уровень жидкости в рукаве, количество паров ингибиторов, пропускаемых через рукав и т.д. [c.128] В аварийной ситуации, например при разрыве рукава, магнитные распределители 15 и 16 перекрывают магистраль 13 и открывают магистраль 14, по которой ингибитор стекает в бак 23. Одновременно включается вакуум-насос 17 и под действием разрежения ингибитор за короткое время (около 1 с) удаляется из полости рукава полностью, а из камеры 9 - до тех пор, пока поплавок 11, опустившись, не закроет клапаном 12 отверстие, соединяющее камеру с магистралью 14. [c.130] Устройство позволяет регулировать содержание ингибитора в пленке путем изменения уровня жидкости в рукаве, снизить испарение ингибитора в окружающую среду, обеспечивает безопасные условия труда операторов экструзионных установок. Художественно-конструкторское решение устройства защищено свидетельством [140] на промышленный образец. [c.130] Нахождение ингибитора на нагретом дорне экструзионной головки - неблагоприятный во многих отношениях технологичесЛий фактор. Предложено [92] уменьшить площадь соприкосновения ингибитора и дорна. Эта задача решается (рис. 5.15) установкой на дорне 1 втулки 4 соосно с кольцевым каналом 2, посредством которого оформляется рукав 3. Втулка служит емкостью для ингибитора 5, ее наружный диаметр с/ связан с диаметром дорна О соотношением 0,83 (1/0 0,95. Отверстие канала 6 для подвода ингибитора расположено у основания втулки. [c.130] Эта же задача может бьпъ решена другим способом. Ингибитор коррозии или его раствор в пластификаторе сливают по внутренней поверхности рукавной заготовки со скоростью, равной скорости экструзии, с высоты линии кристаллизации материала рукава. Гидростатическое давление жидкости при стекании значительно меньше прочности рукава при любой высоте подачи жидкости на рукав. Поэтому разрыв рукава под действием гидростатического давления жидкости исключен, и площадь соприкосновения жидкости и рукава, от которой зависят противокоррозионные характеристики пленки, не ограничена прочностью рукава. Жидкость целесообразно подавать на стенку рукава ниже линии кристаллизации, выше которой полимер находится в высокоэластическом состоянии и не образует с пластификатором коллоидный раствор. Скорость стекания жидкости определяется ее количеством, вязкостью, плотностью и адгезией к материалу рукава в вязкотекучем состоянии. Для достижения максимальной производительности процесса расход жидкости должен обеспечивать соприкосновение жидкости и рукава на всей его площади от дорна до линии кристаллизации. Для того, чтобы жидкость при стекании по стенкам рукава не соприкасалась с нагретыми частями экструзионной головки и не подвергалась терморазложению, скорость экструзии рукава должна быть равна скорости стекания. [c.130] Во многих случаях целесообразно насыщать ингибиторами коррозии не всю поверхность пленки, а лишь те участки, которые будут контактировать с упакованными изделиями, оставляя чистыми участки, подвергаемые сварке. Описанная технология позволяет создавать на поверхности пленки протрвокоррозионную текстуру, когда ингибитором будут насыщены, например, полосы, расположенные вдоль оси рукава. Таким образом удается повысить эффективность использования ингибиторов. [c.131] Физические поля используют в технологиях получения ингибированных полимерных пленок прежде всего с целью повышения технологичности производственного процесса. Однако возникающие в пленках дополнительные функциональныЬ свойства во многих случаях столь эффективны или обусловливают столь необычное сочетание служебных характеристик пленок, что определяют новые принципы работы и конструкции систем противокоррозионной защиты. Ниже описаны технологии изготовления ингибированных пленок с применением электрических и магнитных полей, необычных тепловых и механических воздействий. [c.131] Несмотря на успехи физики и физико-химии поверхности [1], разработку фундаментальных закономерностей адсорбции на границе электрод - раствор [92], а также феноменологических основ электрет-ного эффекта [18, 51, 96], теория адсорбции на электретах до настоящего времени не разработана. Поэтому приведенные ниже примеры применения электрических полей в технологии ингибированных пленок основаны на результатах чисто экспериментальных исследований, а описывающие их зависимости имеют эмпирический характер. [c.133] Для активации поверхностного слоя полимерные пленки обычно обрабатывают газовыми разрядами- Пленочное полотно пропускают между цилиндрическими вращающимися электродами, на которые подают высокое (десятки кВ) напряжение с частотой сотни кГц [38]. Варьируя напряжение, расстояние между электродами (0,25 - 4,00мм) и скорость протяжки полотна (2 - 20 м/мин), можно существенно изменять интенсивность обработки пленки. В плазме газового разряда происходит ионизация кислорода и образование озона, окисляющего поверхностный слой пленки. В результате изменяются адсорбционные характеристики и параметры смачивания пленок (рис. 5.17). Эффективность такой обработки пленок существенно зависит от состава газовой среды. Зарегистрировано [74] увеличение адгезии полипропиленовой пленки к полиуретановому клею на два порядка после введения в газовую среду 5% оксида углерода. [c.133] Электрическая поляризация полимерных пленок оказывает влияние не только на технологию насыщения их ингибиторами коррозии, но и на эксплуатационные характеристики, связанные с проникновением через пленки коррозионных сред. В работе [11] показано, что поле электрета существенна уменьшает сорбцию пленками низкомолекулярных жидкостей в результате электростатического взаимодействия частиц жидкости и поляризованного поверхностного слоя пленки. [c.135] Магнитные поля применяются в технологии пластмасс главным образом при получения электропроводных полимерных материалов и переработке ферропластов - полимерных композитов, содержащих ферромагнитные наполнители. Магнитная обработка ненаполненных полимерных сырья, расплавов и готовых изделий малоэффективна и практически не используется в промышленном производстве. [c.135] Введение в состав полимерной пленки небольшого количества (0,5 - 2,0% мае.) порошка феррита бария (ТУ 6-09-1452 - 76) или стронция (ТУ 6-09-27-105 - 77) позволяет значительно интенсифицировать насыщение пленок ингибиторами коррозии. Для этого наполненный ферритом экструдируемый рукав в зоне контакта с ингибиторной жидкостью обрабатывают переменным магнитным полем с частотой 100 Гц и амплитудой напряженности около 240 к А/м. Ферромагнитные частицы, совершая под действием магнитного поля колебания, образуют в рукаве поры, через которые ингибитор проникает в полимерный материал. [c.135] Наружный слой пленки, полученной по такой технологии, состоит из полимерного связующего, средний слой обеднен частицами наполнителя, которые сконцентрированы вблизи внутренней стороны рукава. Ингибитор коррозии, поглощенный этим слоем, вьщеляется только с внутренней стороны рукава. Изменяя частоту и амплитуду напряженности магнитного поля, а также высоту расположения соленоида над дорном, можно регулировать количество поглощенного пленкой ингибитора. [c.136] Вернуться к основной статье