بررسي پارامترها در تهيه اسفنج‌هاي حاصل از آميخته‌هاي پلي‌وينيل كلريد-پلي‌يورتان

Evaluation of Parameters in Preparation of PVC/PU Blend Foams

در اين مطالعه، دست‌يابي به اسفنج‌­هاي حاصل از آميخته‌­هاي گرمانرم-گرماسخت به روش اكستروژن واكنشي با تغيير درصد وزني آميخته بررسي شد. بدين منظور، اكسترودر دوپيچي همسوگرد طراحي و ساخته شد. براي اشباع­‌سازي، از مخزن فشار قوي دمازياد با امكان كاهش بسيار سريع فشار استفاده شد. زمان، دماي اسفنج­‌سازي و فشار اشباع­‌سازي به ترتيب 2s 70?C و 68bar درنظر گرفته شد. نتايج نشان داد، نمونه‌­هاي وينيل كلريد-پلي­‌يورتان با درصد وزني100/0، حداكثر %8/9 وزني گاز جذب كردند و اسفنج‌­هاي داراي متوسط سلول 6mm و چگالي سلول 109×6 توليد شدند و در پنج درصد وزني ديگر (90/10، 80/20، 70/30، 60/40، 50/50) حداكثر %4 وزني گاز جذب شده و اسفنج‌­هاي مناسبي توليد نشدند. از آنجا كه مقدار نفوذ گاز در پلي‌­يورتان بيش از پلي­‌وينيل كلريد است، مقدار نشت گاز نيز زياد است. بنابراين، گاز كافي در نمونه براي اسفنج‌­سازي جذب نشد. همچنين، مقاومت زياد شبكه به ازدياد حجم، نسبت تورم ايجاد شده به وسيله انحلال گاز را كاهش مي‌دهد. مقدار شبكه‌اي‌شدن بايد به اندازه كافي زياد باشد تا از شكست به وسيله جريان گرانرو جلوگيري كند و به اندازه كافي كم باشد تا از شكست ترد در زمان گسترش حباب­‌هاي در حال رشد طي اسفنج‌­سازي اجتناب شود. مي‌­توان دريافت، مقدار شبكه بهينه‌­ براي دست‌يابي به حداكثر نسبت انبساط اسفنج‌­هاي پلي‌­وينيل كلريد-پلي­‌يورتان زماني كه ساير پارامترهاي فرايندپذيري ثابت باشند، وجود دارد.

The components’ content of foams, based on thermoplastic/thermoset blends, was studied by reaction extrusion method. For this purpose, a co-rotating twin screw extruder was designed and assembled. A high pressure-high temperature vessel was used in which the pressure could be dropped quickly. The foaming was carried out at saturation pressure of 68 bar in 2 s at 170?C. The results showed that the poly(vinyl chloride)/polyurethane (100/0) sample absorbed up to 8.09 % CO2 gas and produced foams with a cell average of 6 ?m and a cell density of 6×109. In the blend ratios of 90/10, 80/20, 70/30, 60/40 and 50/50, up to 4% by weight of CO2 gas was absorbed and no suitable foams were produced. Since the amount of gas diffusivity in the polyurethane was more than that in poly(vinyl chloride), the amount of gas leakage was equally increased by increases in polyurethane content, therefore there was no sufficient absorbed gas available for foam formation. It should be noted that the swelling caused by gas evolution is reduced due to the cross-linking structure which is highly resistant against the volume expansion. During the foaming step, the cross-linking density should be high enough to prevent viscous flow failure but not to the extent to initiate brittle failure in expanding bubbles. Therefore, it can be perceived that the optimum crosslinking density associated with the maximum foam expansion ratio could be achieved when the other processing parameters were fixed.