Существенное снижение водопоглощения изделий, производимых компанией Savewood, с сохранением высоких механических характеристик
Компания Savewood провела ряд экспериментов с изменениями рецептур для изготовления своей продукции. До этой работы были получены материалы из ДПК в которых матричным полимером выступает ПВХ. Данные материалы обладают прекрасными механическими свойствами, малой истираемостью, хорошей устойчивостью к климатическим воздействиям. Однако данные материалы также обладают относительно большим водопоглощением и целью проведения экспериментов по изменению состава рецептур в первую очередь являлось снижение показателя водопоглощения, что является очень актуальным не только в России, но и в других странах, где идет строительство из материалов ДПК в основном работающих в наружных условиях окружающей среды. Очень важно отметить, что целью данной работы было не только снижение показателя водопоглощения, но и сохранение при этом высоких механических показателей данных материалов из ДПК. Модификация рецептур заключалась в частичной замене древесного наполнителя на минеральный и незначительными вариациями всех остальных добавок (модификаторов, стабилизаторов, антипиренов и других, присущих классической рецептуре материалов из ДПК). В качестве минерального наполнителя был выбран CaCO3 (мел). При проведении данных работ компания Savewood достигла очень важного результата: частичная замена древесного наполнителя на минеральный привела к существенному снижению набухания материалов с 1,25% до 0,01%. При этом модуль упругости повышается от 2260 до 2880 МПа, прочность при растяжении от 30.5 до значений 16.7÷32 МПа. Удельная ударная вязкость изменяется от 8.90 до 7.74 кДж/м2. И второй важный вывод, который можно сделать после проведения данных работ – оптимальное соотношение древесного и минерального наполнителей составляет 60/40 %.
Ранее были проведены испытания стандартных образцов изделий, производимых компанией Savewood и результаты были сравнены с показателями изделий, производимых другими отечественными и зарубежными компаниями. (см. статью на нашем сайте Сравнение физико-механических свойств террасной доски ведущих производителей: Twinson (поливинилхлорид), Террадек (полиэтилен), Savewood (поливинилхлорид), а также статьи в других официальных изданиях). Таким образом вы можете видеть, ДПК материалы, производимые компанией Savewood обладают очень высокими механическими свойствами, малой истираемостью, высокой стойкостью к климатическим воздействиям, но в тоже время относительно большим водопоглощением. Поэтому задача снижения водопоглощения является очень актуальной и ее решение будет способствовать увеличению срока службы данных изделий. Как уже отмечалось ранее, модификация таких материалов, используемых для исследований в данной работе, осуществлялась компанией Savewood путем замены части древесного наполнителя на минеральный наполнитель, в качестве которого выбран CaCO3 (мел). Действительно, как известно, древесина подвергается относительно заметному набуханию (водопоглощению), что приводит к набуханию изделий на основе ДПК. Частичная замена древесной муки на минеральный наполнитель может привести к заметному снижению набухания, что и было подтверждено в данной работе. При этом могут ухудшаться некоторые механические свойства. Поэтому актуальной задачей является установление оптимального соотношения древесного и минерального наполнителей, что является основной задачей данной работы.
Дальнейшее рассмотрение проведем путем сопоставления свойств стандартных образцов, производимых компанией Savewood, назовем их контрольным образцом, со свойствами модифицированных образцов, также производимых нашей компанией. В таблице 1 приведены составы образцов, используемых в данной работе.
*Образец № 2 произведен не в Компании Savewood, а в другой отечественной компании. Он также содержит в качестве матричного полимера ПВХ.
Была изучена прочность при растяжении для всех шести модифицированных образцов. В качестве примера на рис.1. приведена кривая растяжения для образца №3.
Все исследованные механические свойства модифицированных образцов приведены в таблице 2.
После этого, измерялась величина водопоглощения всех модифицированных образцов. Измерения проводились по ГОСТу 4650-80 (Пластмассы. Методы определения водопоглощения). Подробное описание хода эксперимента и вычисления вы можете прочесть в статье на нашем сайте «Водопоглощение террасных досок из ДПК ведущих производителей».
Значения водопоглощения и набухания в трех разных направлениях для исследованных образцов приведены в таблице 3.
Первый вывод, который можно сделать при анализе этой таблицы, заключается в том, что величина водопоглощения для контрольного образца компании Savewood, который не содержит минерального наполнителя, всегда ощутима выше, чем величина водопоглощения модифицированных образцов, содержащих минеральный наполнитель в различных вариациях.
Также были проведены исследования по набуханию образцов в разных направлениях (длине, ширине и толщине). Во всех случаях набухание по различным направлениям, которое оценивалось по изменению размеров образцов после их выдержки в воде всегда меньше для образцов, содержащих минеральные добавки в виде мела.
Проведены также эксперименты по водопоглощению и набуханию в течение различного времени. Результаты измерений сведены в таблицы 4 и 5. Видно, что длительное водопоглощение и набухание существенно меньше для модифицированных образцов, содержащих минеральный наполнитель, чем для стандартного образца при кратковременной выдержке в воде.
При оценке качества материалов необходимо учитывать не только величину водопоглощения, но и изменение других свойств в результате введения минеральной добавки. Согласно нашим измерениям, наилучшее сочетание механических свойств (модуль упругости, прочность при растяжении и изгибе, удлинение при разрыве, удельная ударная вязкость) и водопоглощения обнаруживает образец № 3. Этот образец содержит в качестве наполнителя 40% мела и 60% древесной муки. Данный образец обладает очень малым водопоглощением, превосходя по этой характеристике многие другие исследованные образцы, или практически не уступая им.
Таким образом, можно рекомендовать оптимальное соотношение компонентов наполнителя в виде 40% мела и 60% древесной муки, приводящее к существенному уменьшению водопоглощения при сохранении хороших механических характеристик.
Смотрите также Заключение по водопоглощению террасных досок, производимых компанией Savewood.
