Курсовая работа: Экспортоориентированные высокохудожественные изделия по технологии керамической флористики

Свойства и назначение поливинилхлорида в значительной мере определяются способом его получения. Свойства ПВХ также можно изменять в широких пределах введением пластификаторов, различных добавок, а также путем химической модификации.

В наших исследованиях был использован суспензионный поливинилхлорид, который представлял собой белый порошок с плотностью 1350-1460 кг/м3. Молекулярная масса продукта промышленных марок 30000-150000. Физико-химические показатели использованного ПВХ приводядся в таблице 8.1.1.

Таблица 8.1.1Физико-химические показатели суспензионного ПВХ

Степень полимеризации ПВХ для различных фракций одного и того же полимера может колебаться от 100 до 2500, что и определяет его свойства.

ПОЛИВИНИЛАЦЕТАТ является бесцветным прозрачным полимером аморфной структуры с темп. кип. 72,50С(при 99 кН/м2 или 760 мм рт. ст.) и темп. пл. -100,20С. Плотность винилацетата 934,2 кг/м3 (0,9342 г/см3), показатель преломления .Его получают полимеризацией винилацетата , представляющего собой сложный эфир винилового спирта и уксусной кислоты.

В воде при 200С он растворяется в количестве 2,5%. Винилацетат устойчив при нагревании до 4000С, выше этой температуры разлагается с выделением уксусной кислоты.. В зависимости от природы инициаторов и условий проведения полимеризации образуются различные продукты: от жидких и вязких до твердых полимерных веществ.

Для проведения экспериментов использовался раствор поливинилацетата в органическом растворителе.

Полимерная глина по внешнему виду и тактильному ошущению подобна полимерным пастам, в связи с чем в экспериментах по получению полимерной глины была применена технология получения полимерных паст.

Для получения полимерной глины использовали блочный метод подготовки массы. В качестве пластификаторов использовали дибутил- и диоктилфталаты.

Содержание пластификатора регулировали в зависимости течения процесса вызревания пасты. Количество пластификатора варьировалось от 30 до 80% . Стабилизаторами служили стеараты кальция и бария. Стабилизаторы вводились в количестве ) 0,05-0,3 % (сверх 100%).

В качестве наполнителей были использованы тонкоизмельченный мел и каолин марки AKF-78. Наполнители вводили в количестве до 30% в зависимости от показателей пасты, в некоторых составах в качестве наполнителя был использован крахмал картофельный, представляющий собой аморфный порошок с кристаллическим блеском.

В опытах был использован технический очищенный парафин с температурой плавления 56-58 0С и массовой долей масла не более 1,8. Парафин вводился в качестве мягчителя. КМЦ добавляли в качестве связующего компонентыв массы.

Крахмал был использован как связующий, а также в качестве заменителя основного полимера.

Вазелин добавляли для получении однородной массы с равномерным распределением компонентов во время процесса полимеризации. Лимонная кислота вводилась для регулирования рН среды.

Технологический процесс получения полимерной глины состоял из следующих операций:

-дозировка компонентов

-тщательное перемешивание компонентов в следующей последовательности : крахмал + полимер + вазелин

-добавление лимонной кислоты и размешивание массы до получения пластичной однородной массы.

- вызревание пасты, гомогенизация пасты.

-термообработка в целях ускорения процесса полимеризации .

- энергичное замешивание массы до приобретения гибкого и упругого состояния;

-придание массе форму толстой колбаски

-остывание массы

-упаковка в полиэтиленовый пакет

В таблицах приведены составы и температурные режимы вызревания масс до эластичного состояния .

В таблице 8.1.2 и 8.1.3 приведены компонентные составы опытных масс.

Компонентные составы опытных полимерных композиций на основе ПВХ Таблица 8.1.2.

Компонентные составы опытных полимерных композиций на основе ПВА Таблица 8.1.3

Опытные составы масс, полученные на основе ПВХ при добавлении в качестве пластификатора диоктилфталата при соотношении ПВХ:ДОФ 2:8 и 2,5:7,5 не твердели и оставались в виде суспензий. Изменение данных соотношений в сторону снижания количества пластификатора и добавление в массу в виде стабилизатора стеарата бария в количестве 0,1-0,3 % и в качестве наполнителя каолина в количестве 3,0- 3,3 % способствовало появлению тведого резино подобного продукта .При увеличении содержания стабилизатора до 0,5% и снижении количества каолина до 1,0% достигался желаемый процесс полимеризации с образованием мягкого резиноподобного продукта. В случаях введения в массу парафина и применения стеарата кальция и CaCO3 , масса оставалась сыпучей , при этом содержание ПВХ было несколько высоким и термообработка проводилась при более высокой температуре.

При этом, в зависимости от компонентов массы менялись скорость и время набухания частиц ПВХ ; набухший полимер характеризовался высокой вязкостью, но сохранял текучесть. При повышении температуры до 80-100 0С вязкость массы резко возрастала, а процесс поглощения полимером пластификатора завершался его исчезновением. К концу процесса набухшие зерна полимера соприкасаются, при температуре желатинизации происходит сплавление поверхности набухших частиц и материал приобретанет монолитность.

На основе полученных данных состав массы 12 следует считать оптимальной, поскольку при данном составе наблюдается образование пластичной массы, без признаков разрушения во время деформации. Данная масса имеет способность не уменьшать свою эластичность при долгом хранении в полиэтиленовой упаковке.

При добавлении к массе смазывающего компонента в виде различных масел, она обладает способностью повышать свои пластические показатели.

В таблице 8.1.4. приводятся значения наиболее характерных показателей полимерной глины в сравнении с промышленным образцом.

Показатели полимерной глины Таблица 8.1.5

С целью изучения структуры полученной полимерной глины нами изучены ИК-спектры как исходных полимеров, так и опытного и промышленного образцов.

По литературным данным [66] в инфракрасном спектре ПВХ обнаруживаются полосы при 693 и 635 см-1 , характерные для валентных колебаний C-Cl и очень чувствительные к поворотноизомерной структуре макромолекулы. Отношение интенсивностей этих полос может служить мерой упорядоченности строения и степени кристалличности полимера Область 600-700 см-1 спектра является наиболее подходящей для анализа стереорегулярности поливинилхлорида и она относитсяя к валентным колебаниям ССl. Некоторые полосы, относящиеся к аморфной области полимера (615 .970 и 1243 см-1) проявляют сильный у-дихроизм уже при относительно небольшом растяжении образца, из чего можно сделать вывод о быстрой ориентации цепей в аморфных областях. Полоса при 2970 см-1 отнесена к валентным колебаниям С-Н в кристалличной области полимера , а полоса 2855 см-1 к валентным колебаниям в аморфной области Появление полосы при 2915 см-1 вызвано резонансом Ферми.

На ИК спектрах образца ПВХ, использованного в опытах, ( рис. 7.1.1 ) по сравнению с эталонным, полосы поглощения выражены не четко и они не глубокие. Полоса поглощения в районе 2900-3000 см-1 широкая, она относится к валентным колебаниям СН и СН2. Широкая полоса включает серию полос поглощений при 2962 , 2915 и 2855см-1. Характер полосы в области 600-700см-1 также не отчетливый и заметен только в районе 610 см-1 , а расщепление данной полосы на две полосы при 603 и 639 см-1 , имеющееся в спектрах эталонного образца отсутствует.

Рис. 8.1.1 ИК-спкетры Поливинилхлорида: а-эталонный, б-экспериментальный

По литературным данным [66] в ИК спектрах поглощения поливинилацетата с высокой степенью изотактичноти имеется слабая полоса при 960 см-1 , Ответственными за стереорегулярность являются полосы при 1124 и 1090 см-1 .Они относятся соответственно к изо- и синдиотактическим структурам. Дихроизм полосы , имеющийся в поливинилацетате при 1370 см-1 сильно снижается при отжиге выше 300С.Такое значение температуры хорошо согласуется с температурой стеклования , когда цепи становятся подвижными , так как возможна их дезориентация.

На ИК спектре используемого нами образца ПВА (рис. 6.1.2 ) имеются все характерные полосы для идентификации полимера. Это широкая полоса при 3500см-1 , вызванная валентными колебаниями группы ОН , полоса в области 2900-3000 см-1 валентных колебаний СН и СН 2 , в районе 1700-1800 см-1 , вызванная валентными колебаниями С=О , при 800-900 см-1)- колебаниями С-О , а также при 710 см-1 - колебаниями СН2.

Рис.8.1.2 ИК-спектры поливинилацетата

На ИК спектре полимерной глины, полученной на основе ПВХ состав 11 (рис.6.1.3) отчетливо проявляются полосы поглощения, характерные для ПВХ, диоктифталата и CaCO3 .Полоса поглощения в области 2900-3000см-1 , отнесенная к валентным колебаниям СН и СН2 по сравнению со ИК спектром поглощения образца ПВХ выражена более четко , также интенсивности полос при 600-700 , 800-1000 и 1000-1400 см-1 резко увеличены .На ИК спектре отчетливо выявляются полосы поглощения при 1730-1750 см-1 и 1400-1600 см -1 , свойственные диоктилфталату и CaCO3.

Рис. 8.1.3. ИК - спектры полимерной глины на основе состава 11

Таким образом образец полимерной глины №11 по своей структуре является композиционным материалом, сложенным из полимера (ПВХ), пластификатора диоктилфталата, и карбоната кальция, выполняющего роль как стабилизатора так и наполнителя. Термическая обработка данной системы не меняет структурные характеристики слагаемых её компонентов и обеспечивает протекание процесса полимеризации с образованием эластичной полимерной композиции со свойствами пластизоля.

9. Цветные массы для получения высокохудожественных изделий по технологии керамической флористики

Основными способами декорирования керамических и форфоровых изделий является окрашивание керамической массы и ангобирование, украшение цветными глазурями и декорирование керамическими красками. Окрашивание керамической массы позволяет изменять в заданном направлении природный цвет керамического материала путём тесного смешивания массы с соответствующими красителями и может быть применено в технологии производства изделий художественно-декоративного фарфора.

Нами были изучены возможности получения цветных керамических масс с различными цветовыми оттенками на основе разработанных составов фаянсовых и фарфоровых масс и керамических пигментов. Цветные керамические массы были получены путем введения в их состав соответствующих керамических пигментов в определенных весовых количествах в процессе совместного измельчения и приготовления опытных масс в лабораторных шаровых мельницах мокрым способом. При этом были использованы керамические пигменты зеленого , синего и бирюзового цветов, полученные по принципу изоморфных замещений атомов переходных элементов в структуре анортита.