Новости

Расчет веса полимерных труб / 03.05.2011

Полимерные трубы являются погонажным изделием постоянного сечения заданной длины, поэтому вес (масса) трубы устанавливается для одного погонного метра (в дальнейшем будем говорить просто «вес»)

Различают расчетный и реальный (фактический) вес. Фактический вес – реальная масса одного погонного метра произведенной полимерной трубы, определяемая на специальных весах для взвешивания труб.
Расчетный (теоретический) вес определяется по формуле:
М = R * S

где:
R – плотность материала трубы, кг/м 3 ;
S– площадь поперечного сечения трубы, м 2 .
Значение плотности для полиэтилена высокой плотности (полиэтилена низкого давления), из которого, в частности, и изготавливаются трубы, принимается на уровне 950 кг/м 3 . В случае применения для производства полимерных труб полиэтилена с другим значением плотности (либо любого другого материала) предварительно полученная расчетная масса в дальнейшем умножается на коэффициент, как показано ниже

M=М 950 * R / 950

где:
М 950 – масса трубы, изготовленной из полиэтилена плотностью 950 кг/м 3 ;
Площадь поперечного сечения определяется по одной из ниже представленных формул:

S= 3,142 * ( d12 - d22 ) / 4

S= 3,142 * d3 * e

где:
е - толщина стенки трубы , м;
d1 - наружный диаметр трубы , м;
d2 - внутренний диаметр трубы, м, d2 = d1 - 2 * е ;
d3 - средний диаметр трубы, м, d3 = d1 - е ;

Не смотря на уверения некоторых специалистов, что первая формула более точная, результаты полученные по ним абсолютно одинаковые.

труба ПЭ SDR


Согласно стандартам на соответствующий тип полимерных труб: и на диаметр трубы, и на толщину стенки заданы предельные отклонения , которые представляют собой алгебраическую разность между предельно допустимым для качестенной продукции и номинальным значением соответствующего параметра (диаметра или толщины стенки). Для напорных труб существует только верхнее предельное отклонение (разница между максимальным и номинальным значением), нижнее предельное отклонение равно 0 (минимальное значение равно номинальному).
На рисунке предствлен фрагмент сечения водопроводной трубы из полиэтилена . Номинальное сечение трубы отмечено на рисунке крупной штриховкой. Область, заштрихованная мелко в верхней части, – является частью сечения, образованной за счет увеличения диаметра трубы на величину предельного отклонения. Область, заштрихованная мелко в нижней части, – является частью сечения, образованной за счет увеличения толщины стенки трубы на величину предельного отклонения. Для определения расчетной массы используются половинные значения отклонений, т.е. масса определяется для некоторой усредненной трубы.

Пример.
Труба из полиэтилена для подачи холодной воды по ДСТУ Б В.2.7-151:2008 SDR17-630х37,4.
Номинальный наружный диаметр 630 мм, предельное отклонение +3,8 мм, расчетный наружный диаметр 631,9 мм.
Номинальная толщина стенки 37,4 мм, предельное отклонение +3,9, расчетная толщина стенки 39,4 мм. Труба произведена из полиэтилена класса ПЭ100 с плотностью 950 кг/м 3
Площадь поперечного сечения:
по первому варианту:
S = 3,142 * [ 631,92 - (631,9 - 2 * 39,4)2] / 4 = 73 339 мм2 = 0,0733 м2

по второму варианту:
S = 3,142 * (631,9 - 39,4) * 39,4 = 73 339 мм2 = 0,0733 м2

Вес трубы (погонного метра трубы):

М = 950 * 0,0733 = 69,6 кг

Украинский рынок ТБО обладает большим потенциалом / 03.05.2011

Президент ISWA оценил потенциал рынка ТБО Украины в более 1 млрд евро/год. сообщает korrespondent.net.

Украинский рынок твердых отходов предлагает больше возможностей, чем другие страны с переходной экономикой, - об этом в интервью Fuel Alternative заявил Джефф Куппер, президент ISWA (Международной Ассоциации Твердых Отходов, International Solid Waste Association).

По словам г-на Куппера, "быстрый рост украинской экономики на протяжении последних нескольких лет, структурные изменения в правительстве и тот факт, что Украина является аграрным центром Европы позволяет прогнозировать, что страну ожидает бум в сфере чистых технологий".

Президент ISWA оценил потенциал рынка ТБО Украины в более 1 млрд евро/год.

По данным Международной Ассоциации Твердых Отходов, глобальный рынок ТБО и промышленных отходов составляет около 4 млрд тонн. В случае Украины это более 10 млн тонн ТБО и более 120 млн тонн промышленных отходов в год.

Г-н Куппер подчеркнул важность разработки национальной стратегии для развития цивилизованного рынка ТБО в стране.

"На первом месте в разработке национальной стратегии обращения с отходами стоит обеспечение того, чтобы услуги по сбору отходов предоставлялись всем (разве что за исключением лиц, проживающих в самых отдаленных местах). На втором - оборудование свалок приема ТБО и некоторых видов коммерческих и промышленных отходов. Обращение с опасными отходами также имеет большое значение в этом контексте. Помимо данных основных приоритетов существует целый ряд вариантов переработки отходов, предназначенных для превращения отходов в ресурсы", - говорит президент ISWA.

Вместе с тем, по словам Юлии Березовской, издателя журнала CleanTech, менее 10% отходов в Украине перерабатывается.

"К сожалению, промышленные предприятия Украины в своем большинстве пока не видят экономического смысла в переработке индустриальных отходов и использования их как вторичного сырья. Вместе с тем, компании, которые работают в сегменте ТБО на украинском рынке, пока производят лишь первичный отбор вторичных ресурсов. Системная работа с отходами на данный момент в стране отсутствует. Игроки рынка сосредоточились на предоставлении услуг вывоза мусора и заключении контрактов, которые позволяют работать с уже готовым вторсырьем, таким как упаковка, в частности, где не надо прилагать особых усилий для сортировки", - говорит Юлия Березовская.

Вместе с тем, г-жа Березовская выразила надежду, что уже в ближайшей перспективе в Украине на практическую стадию выйдут 1-2 проекта по строительству современных мусороперерабатывающих предприятий.

"На данный момент в сегменте управления отходами заявлено о намерении реализовать ряда проектов. Все предпосылки для того, чтобы как минимум несколько из них вышли практическую стадию, сегодня есть", - говорит издатель CleanTech.

19 апреля Президент ISWA впервые приехал в Украину, где принял участие и выступил с докладом на Международном Форуме Чистых Технологий в Украине ECOSMART-2011 (19-20 апреля, Киев, Международный Выставочный Центр).

Полимеры - общие понятия. / 16.06.2010

Полимером(от греч. polymeres - состоящий из многих частей, многообразный) называется органическое вещество, длинные молекулы которого построены из одинаковых многократно повторяющихся звеньев - мономеров.
Полиэтилен - синтетический термопластичный неполярный полимер, принадлежащий к классу полиолефинов. Продукт полимеризации этилена. Твердое вещество белого цвета. Выпускается в форме полиэтилена низкого давления (полиэтилена высокой плотности), получаемого суспензионным методом полимеризации этилена при низком давлении на комплексных металлоорганических катализаторах в суспензии или газофазным методом полимеризации этилена в газовой фазе на комплексных металлоорганических катализаторах на носителе, и полиэтилена высокого давления (полиэтилен низкой плотности), получаемого при высоком давлении полимеризацией этилена в трубчатых реакторах или реакторах с перемешивающим устройством с применением инициаторов радикального типа.

Полипропилен - синтетический термопластичный неполярный полимер, принадлежащий к классу полиолефинов. Продукт полимеризации пропилена. Твердое вещество белого цвета. Выпускается в форме гомополимера и сополимеров, получаемых сополимеризацией пропилена и этилена в присутствии металлоорганических катализаторов при низком и среднем давлениях, в виде гранул стабилизированных, окрашенных или неокрашенных.

ПОЛИЭТИЛЕНТЕРЕФТАЛАТ - синтетический линейный термопластичный полимер, принадлежащий к классу полиэфиров. Продукт поликонденсации терефталевой кислоты и моноэтиленгликоля. Полиэтилентерефталат может эксплуатироваться как в аморфном, так и в кристаллическом состоянии. Аморфный полиэтилентерефталат – твердый прозрачный материал, кристаллический – твердый непрозрачный бесцветный.

ПОЛИСТИРОЛ - синтетический термопластичный твердый, жесткий, аморфный полимер. Продукт полимеризации стирола. Полистирол не растворяется в низших спиртах, алифатических углеводородах, фенолах, простых эфирах. Растворяется в собственном мономере, ароматических и хлорированных углеводородах, сложных эфирах, ацетоне. Устойчив к радиоактивному облучению, но стойкость к ультрафиолетовым лучам невелика. Полистирол легко формуется и окрашивается.

ПОЛИВИНИЛХЛОРИД - преимущественно линейный термопластичный полимер винилхлорида, формула [-CH2-CHCl-] n. Пластик белого цвета, молекулярная масса 6000-160 000, степень кристалличности 10-35%, плотность 1,35-1,43 г/см3 (20°С); физиологически безвреден. Поливинилхлорид достаточно прочен (при растяжении 40—60 Мн/м2, или 400—600 кгс/см2, при изгибе 80—120 Мн/м2, или 800—1200 кгс/см2), обладает хорошими диэлектрическими свойствами. Он ограниченно растворим в кетонах, сложных эфирах, хлорированных углеводородах; устойчив к действию влаги, кислот, щелочей, растворов солей, промышленных газов (например, NO2, Cl2, Cl3, HF), бензина, керосина, жиров, спиртов; совмещается со многими пластификаторами (например, фталатами, фосфатами, себацинатами); стоек к окислению и практически не горюч.

ПОЛИИЗОБУТИЛЕН ПИБ - это полимеры изобутилена, [-C (CH3)2-CH2-] n. Вязкие жидкости (молекулярная масса 10-50 тыс.) или каучукоподобные аморфные продукты (молекулярная масса 70 000-225 000), обладающие хладотекучестью; температура размягчения 185-200 °С, не разлагаются до 350 °С, однако механические свойства существенно ухудшаются уже при 100 °C; сохраняют эластичность до -50 °С.

ПОЛИВИНИЛАЦЕТАТ - полимер винилацетата - является важнейшим техническим полимером среди сложных эфиров поливинилового спирта. Винилацетат - это сложный эфир уксусной кислоты и не известного в свободном виде винилового спирта СН2 = СН-ОН. Основным сырьем для получения винилацетата служат ацетилен и уксусная кислота. (Последнюю теперь получают синтезом из ацетилена, а не путем сухой перегонки древесины, как было раньше.)

ПОЛИАКРИЛАТЫ - представляют собой полимеры производных акриловой и метакриловой кислот. Акриловая кислота СН2 = СН - СООН в среде органических или неорганических перекисей легко полимеризуется при температурах ниже 100°. Полимеры акриловой кислоты (так же, как и метакриловой) СН2 = С(СН3)СООН не имеют большого практического значения по сравнению с полимерами ее производных эфиров. Поэтому технический синтез проводится до стадии замещения (эфиризации) в результате реакции акриловой кислоты с получением ее эфиров - CH2 = CH - COOR.

ПОЛИЭФИРЫ - группа полимеров класса Б, полимеры на основе эфиров. Из них более широко применяют в строительной технике глифталевый полимер, полиэфирмалеинаты и полиэфиракрилаты. Эфирные полимеры получают поликонденсацией двухосновных кислот и многоатомных спиртов.

АБС-ПЛАСТИК - термопластичный аморфный тройной сополимер акрилонитрила, бутадиена и стирола, название которого образовано из начальных букв наименований мономеров.

ПОЛИУРЕТАН - полиуретанами называют продукты взаимодействия диизоцианатов с многоатомными, чаще двухатомными спиртами. В названии этих полимеров указывается на содержание в отдельном звене полимера группировки - NH - COO - R -, характерной для эфиров карбаминовой кислоты, так называемых уретанов.

ФТОРОПЛАСТ - синтетические термопластичные полимеры, принадлежащие к классу фторолефинов. Полимер,содержащий атомы фтора, отличается высокой химической стойкостью.

ПЕНОПЛАСТ - вспененные или ячеистые пластмассы, газонаполненные полимеры, представляющие собой композиционные материалы с каркасом (матрицей) из полимерных пленок, образующих стенки и ребра ячеек (пор), заполненных газом.

ФЕНОПЛАСТ - термореактивные пластические массы на основе фенолоальдегидных смол (главным образом фенолоформальдегидных), в состав которых входят разнообразные наполнители, отвердители и другие добавки.

ПОЛИАМИД - это многочисленная группа гетероцепных высокомолекулярных соединений, химические звенья которых, соединены амидной связью (-NH-CO-).

ПОЛИКАРБОНАТ - это полиэфиры угольной кислоты и диоксисоединений.

ИЗ ИСТОРИИ О ПОЛИМЕРАХ

Первые упоминания о синтетических полимерах относятся к 1838 (поливинилхлорид) и 1839 (полистирол). Ряд полимеров, возможно, был получен еще в первой половине 19 века. Но в те времена химики пытались подавить полимеризацию и поликонденсацию, которые вели к "осмолению” продуктов основной химической реакции, т.е. к образованию полимеров (полимеры и сейчас часто называют "смолами”).

В 1833 И.Берцелиусом для обозначения особого вида изомерии впервые был применен термин "полимерия”. В этой изомерии вещества (полимеры), имеющие одинаковый состав, обладали различной молекулярной массой, например этилен и бутилен, кислород и озон. Однако этот термин имел несколько другой смысл, чем современные представления о полимерах. "Истинные” синтетические полимеры к тому времени еще не были известны.

А.М.Бутлеров изучал связь между строением и относительной устойчивостью молекул, проявляющейся в реакциях полимеризации. После создания А.М.Бутлеровым теории химического строения возникла химия полимеров. Наука о полимерах получила свое развитие главным образом благодаря интенсивным поискам способов синтеза каучука. В этих исследованиях принимали участие учёные многих стран, такие как: Г.Бушарда, У.Тилден, немецкий учёный К Гарриес, И.Л.Кондаков, С.В.Лебедев и другие. Большую роль в развитии представлений о поликонденсации сыграли работы У.Карозерса.

В 30-х годах было доказано существование свободнорадикального и ионного механизмов полимеризации.

С начала 20-х годов 20 века Г.Штаудингер стал автором принципиально нового представления о полимерах как о веществах, состоящих из макромолекул, частиц необычайно большой молекулярной массы. До этого предполагалось, что такие биополимеры, как целлюлоза, крахмал, каучук, белки, а также некоторые синтетические полимеры, сходные с ними по свойствам (например, полиизопрен), состоят из малых молекул, обладающих необычной способностью ассоциировать в растворе в комплексы коллоидной природы благодаря нековалентным связям (теория "малых блоков”). Однако открытие Г.Штаудингера заставила рассматривать полимеры, как качественно новый объект исследования химии и физики.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЛИМЕРОВ

По происхождению полимеры делятся на природные (биополимеры), например белки, нуклеиновые кислоты, смолы природные; и синтетические, например полиэтилен, полипропилен, феноло-формальдегидные смолы. Атомы или атомные группы могут располагаться в макромолекуле в виде: открытой цепи или вытянутой в линию последовательности циклов (линейные п., например каучук натуральный); цепи с разветвлением (разветвленные п., например амилопектин); трёхмерной сетки (сшитые п., например отверждённые эпоксидные смолы). Полимеры, молекулы которых состоят из одинаковых мономерных звеньев, называются гомополимерами, например поливинилхлорид, поликапроамид, целлюлоза.

ПОЛУЧЕНИЕ ПОЛИМЕРОВ

Природные (биополимеры) образуются в результате жизнедеятельности растений и животных и содержатся в древесине, шерсти, коже. Это протеин, целлюлоза, крахмал, шеллак, лигнин, латекс.С помощью экстракции, фракционного осаждения и др. методов они могут быть выделены из растительного и животного сырья.

Обычно природные полимеры подвергаются операциям выделения очистки, модификации, при которых структура основных цепей остается неизменной.Продуктом такой переработки являются искусственные полимеры. Примерами являются латекс, изготовляемый из натурального каучука; целлулоид, представляющий собой нитроцеллюлозу, пластифицированную камфарой для повышения эластичности.

Природные и искусственные полимеры сыграли большую роль в современной технике, а в некоторых областях остаются незаменимыми и до сих пор, например в целлюлозно-бумажной промышленности. Однако резкий рост производства и потребления органических материалов произошел за счет синтетических полимеров – материалов, полученных синтезом из низкомолекулярных веществ не имеющих аналогов в природе.

СВОЙСТВА И ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛИМЕРОВ

Линейные полимеры обладают специфическим комплексом физико-химических и механических свойств. Важнейшие из этих свойств: способность образовывать высокопрочные анизотропные высокоориентированные волокна и плёнки; способность к большим, длительно развивающимся обратимым деформациям; способность в высокоэластическом состоянии набухать перед растворением; высокая вязкость растворов. Этот комплекс свойств обусловлен высокой молекулярной массой, цепным строением, а также гибкостью макромолекул. При переходе от линейных цепей к разветвленным, редким трёхмерным сеткам и, наконец, к густым сетчатым структурам этот комплекс свойств становится всё менее выраженным. Сильно сшитые полимеры нерастворимы, неплавки и неспособны к высокоэластическим деформациям.

Полимеры могут существовать в кристаллическом и аморфном состояниях. Необходимое условие кристаллизации - регулярность достаточно длинных участков макромолекулы. В кристаллических полимерах возможно возникновение разнообразных надмолекулярных структур (фибрилл, сферолитов, монокристаллов и др.), тип которых во многом определяет свойства полимерного материала. Надмолекулярные структуры в незакристаллизованных (аморфных) полимерах менее выражены, чем в кристаллических.

Незакристаллизованные полимеры могут находиться в трёх физических состояниях: стеклообразном, высокоэластическом и вязкотекучем. Полимеры с низкой (ниже комнатной) температурой перехода из стеклообразного в высокоэластическое состояние называются эластомерами, с высокой - пластиками. В зависимости от химического состава, строения и взаимного расположения макромолекул свойства полимера могут меняться в очень широких пределах. Так, 1,4-цис-полибутадиен, построенный из гибких углеводородных цепей, при температуре около 20 °С - эластичный материал, который при температуре — 60 °С переходит в стеклообразное состояние; полиметилметакрилат, построенный из более жёстких цепей, при температуре около 20 °С — твёрдый стеклообразный продукт, переходящий в высокоэластическое состояние лишь при 100 °С. Целлюлоза - полимер с очень жёсткими цепями, соединёнными межмолекулярными водородными связями, вообще не может существовать в высокоэластическое состоянии до температуры её разложения. Большие различия в свойствах могут наблюдаться даже в том случае, если различия в строении макромолекул на первый взгляд и невелики. Так, стереорегулярный полистирол - кристаллическое вещество с температурой плавления около 235 °С, а нестереорегулярный (атактический) вообще не способен кристаллизоваться и размягчается при температуре около 80 °С.

Полимеры могут вступать в следующие основные типы реакций: образование химических связей между макромолекулами (т. н. сшивание), например при вулканизации каучуков, дублении кожи; распад макромолекул на отдельные, более короткие фрагменты; реакции боковых функциональных групп полимеров с низкомолекулярными веществами, не затрагивающие основную цепь (т. н. полимераналогичные превращения); внутримолекулярные реакции, протекающие между функциональными группами одной макромолекулы, например внутримолекулярная циклизация. Сшивание часто протекает одновременно с деструкцией. Примером полимераналогичных превращений может служить омыление поливинилацетата, приводящее к образованию поливинилового спирта. Скорость реакций полимеров с низкомолекулярными веществами часто лимитируется скоростью диффузии последних в фазу. Наиболее явно это проявляется в случае сшитых полимеров. Скорость взаимодействия макромолекул с низкомолекулярными веществами часто существенно зависит от природы и расположения соседних звеньев относительно реагирующего звена. Это же относится и к внутримолекулярным реакциям между функциональными группами, принадлежащими одной цепи.

Некоторые свойства, такие как растворимость, способность к вязкому течению, стабильность, очень чувствительны к действию небольших количеств примесей или добавок, реагирующих с макромолекулами. Так, чтобы превратить линейный полимер из растворимого в полностью нерастворимый, достаточно образовать на одну макромолекулу 1-2 поперечные связи.

Важнейшие характеристики — химический состав, молекулярная масса и молекулярно-массовое распределение, степень разветвлённости и гибкости макромолекул, стереорегулярность и другие свойства полимеров существенно зависят от этих характеристик.

МЕТОДЫ ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛИМЕРОВ

В настоящее время имеется множество процессов и методов переработки полимеров, основными из них являются каландрование, отливка, прямое прессование, литье под давлением, экструзия, пневмоформование, холодное формование, термоформование, вспенивание, армирование, формование из расплава, сухое и мокрое формование. Последние три метода используют для производства волокон из волокнообразующих материалов, а остальные - для переработки пластических и эластомерных материалов в промышленные изделия.

ПОТРЕБЛЕНИЕ ПОЛИМЕРОВ ПО ВИДАМ И СФЕРАМ ПРИМЕНЕНИЯ

Полимеры широко применяются во многих областях человеческой деятельности, удовлетворяя потребности различных отраслей промышленности, сельского хозяйства, медицины, культуры и быта. При этом уместно отметить, что в последние годы несколько изменилась и функция полимерных материалов в любой отрасли, и способы их получения. Полимерам стали доверять все более ответственные задачи. Из полимеров стали изготавливать все больше относительно мелких, но конструктивно сложных и ответственных деталей машин и механизмов, и в то же время все чаще полимеры стали применяться в изготовлении крупногабаритных корпусных деталей машин и механизмов, несущих значительные нагрузки.

Сферы применения:

Транспорт - используется в автомобилестроении, включая производство кузовов автомобилей, грузовиков, автобусов, мотоциклов, запчастей для них, также двигателей и систем зажигания, Кроме того полимеры также активно используются в строительстве авиатехники, кораблей, железнодорожного, военного и космического оборудования.

Упаковка – бутылки, контейнеры, коробки, чашки, тарелки, пленки, гибкая упаковка (мешки, кульки, пакеты), паллеты, ящики, кассеты, бобины, бечевки, ленты и т.д.

Строительство - применяются в производстве труб, акведуков, дренажных и ирригационных систем, изоляции, водопроводных систем, софитов, вывесок, напольных покрытий, крыш , панелей, дверей, окон, оконных рам, подоконников, сантехники, лестниц, решеток, оград, перил, чехлов для передвижных строений и т.д.

Электроника и электротехника - стиральные и сушильные машины, кондиционеры, осветительные приборы, морозильники, холодильники и рефрижераторы, радиоприемники, телевизоры, телефоны, офисная техника, электрооборудование, измерительное оборудование, средства связи, компоненты электротехники, включая полупроводники, резисторы, батареи, провода, кабели, телефонные аппараты (мобильные и какие угодно) и т.д.

Мебель - жесткая мебель, включая бытовую, кухонную, садовую, спинки кроватей, офисную, школьную мебель, сиденья для стадионов, для публичных зданий, мебель для церквей и ресторанов; мягкая мебель, имитация дерева, декоративная мебель, подушки, коврики, занавески, жалюзи, шторы, ставни, навесы, тенты, переносные лампы, торшеры, материалы для отделки стен и т.д.

Потребительская сфера - одноразовая посуда, багаж, кнопки, ручные сумки, одежда, украшения, садовое оборудование (для газонов и лужаек), коробки для льда, горшки для цветов, медицинское оборудование, шприцы, игрушки и спортивные товары, кредитные карточки и т.д.

Машиностроение - все мыслимые виды промышленного оборудования, двигатели и части турбин; фермерские и садовые машины, строительные машины, буровые установки, нефтяное оборудование, оборудование для химической промышленности, артиллерийское и огнестрельное оружие и т.д.

Клеи/Краски/Покрытия - клеи, материал для уплотнения, покрытия бумаг (так называемое мелование), печатные краски, рисовальные краски, лаки, изоляционные лаки, эмали и т.д.